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Les SourcesLes Sources EnergEnergéétiquestiques::
de lade la ResynthResynthèèsese dede ll’’ATPATP
àà la Contraction musculairela Contraction musculaire
Capacité de Médecine du Sport
Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
I.SynthI.Synthèèse dese de ll’’ATPATP
Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
RAPPELS et DEFINITIONS
• L’Adénosine Tri Phosphate (ATP)
• Les sources d’ATP
• Sources anaérobies
• Sources aérobies
1.)1.) LL’’ATPATP::
ComposComposéé àà hautehaute éénergienergie
–– AdAdéénosine (adnosine (adéénine + ribose)nine + ribose)
–– 3 phosphates inorganiques3 phosphates inorganiques
Stockage de lStockage de l’é’énergie en provenance desnergie en provenance des
alimentsaliments
–– Hydrates de carbones (4kcal/g)Hydrates de carbones (4kcal/g)
–– Les graisses (9kcal/g)Les graisses (9kcal/g)
–– Les protLes protééines (faible: 5ines (faible: 5 àà 10%)10%)
Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
LL’’Hydrolyse deHydrolyse de ll’’ATPATP::
Adénosine Energie Energie EnergiePi Pi Pi
+ ATPase
Adénosine Energie Pi PiEnergie Pi
Energie
7,4 kcal/mole
ADP
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2.) Les Sources2.) Les Sources dd’’ATPATP ::
2.1.2.1. Sources AnaSources Anaéérobiesrobies (Cytoplasmiques)(Cytoplasmiques)
2.1.1. Syst2.1.1. Systèème ATPme ATP –– PCrPCr ((PhosphagPhosphagèènesnes))
2.1.2. Syst2.1.2. Systèèmeme GlycolytiqueGlycolytique ((AcAc.Lactique).Lactique)
2.2.2.2. Sources ASources Aéérobiesrobies ((mitochondrialesmitochondriales))
2.2.1. Oxydation des hydrates de carbone2.2.1. Oxydation des hydrates de carbone
2.2.2. Oxydation des graisses2.2.2. Oxydation des graisses
2.2.3. Oxydation des Acides Amin2.2.3. Oxydation des Acides Aminééss
2.3.2.3. NNééoglucogoglucogéénnèèsese ((àà part)part)
Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
2.1.1. Syst2.1.1. Systèème ATPme ATP –– PCrPCr ((PhosphagPhosphagèènesnes))
SystSystèème le plus simple et le plus rapideme le plus simple et le plus rapide
PhosphoPhospho--CrCrééatine liaison riche enatine liaison riche en éénergienergie
PCrPCr liblibèère lre l’é’énergie pour reconstituer ATPnergie pour reconstituer ATP
FacilitFacilitéé parpar CrCrééatinePhosphoKinaseatinePhosphoKinase (CPK)(CPK)
Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
Le transfert dLe transfert d’é’énergienergie
ATP : lATP : l’é’énergienergie
immimméédiatement utilisablediatement utilisable
par le musclepar le muscle
–– Hydrolyse dHydrolyse d’’une moleune mole dd’’ATPATP
liblibèère 7.3 kcal.molre 7.3 kcal.mol--11
–– Permet la contractionPermet la contraction
musculaire pendantmusculaire pendant
quelques secondesquelques secondes
–– 55 mmolmmol/kg muscle frais/kg muscle frais
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CrCrééatine phosphate : leatine phosphate : le
rrééservoir dservoir d’é’énergienergie
–– 1515 mmolmmol/kg muscle frais/kg muscle frais
Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
SystSystèème ATPme ATP –– PCrPCr au cours du sprintau cours du sprint
ATP
PCr
m
m
o
l
e
/
k
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22
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Warm-up
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100m
Epuisement progressif de PCr
Maintient de l’ATP
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Le systLe systèème aname anaéérobierobie alactiquealactique
Homme 70 kg, 30 kg de muscle,
20 kg de muscle en activité,
La quantité d’ATP + PCr stockée
permettrait :
» Marche pendant 1 minute
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2.1.2. Syst2.1.2. Systèèmeme GlycolytiqueGlycolytique ((AcAc. Lactique). Lactique)
DDéégradation du glucose (glycolyse)gradation du glucose (glycolyse)
Origine du glucoseOrigine du glucose
–– digestion des hydrates de carbonedigestion des hydrates de carbone
–– ddéégradation du glycoggradation du glycogèène hne héépatique et/ou musculairepatique et/ou musculaire
Plus complexe que ATPPlus complexe que ATP--PCrPCr
–– 12 r12 rééactions biochimiques pour obtenir lactions biochimiques pour obtenir l’’acide lactiqueacide lactique
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Glycolyse (AnaGlycolyse (Anaéérobie)robie)
Glucose
Glucose
Glucose
Glucose
Glucose
Glucose Glucose
Glucose
G1P
G6P
ATP
Acide Pyruvique
12 réactionsATP
ATP
ATP
Acide Lactique
Glycogène
G1P
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BilanBilan éénergnergéétique anatique anaéérobierobie
1 mole1 mole dd’’ATPATP pour 1 mole depour 1 mole de PCrPCr
2 moles2 moles dd’’ATPATP pour 1 mole de Glucosepour 1 mole de Glucose
3 moles3 moles dd’’ATPATP pour 1 mole de Glycogpour 1 mole de Glycogèènene
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2.2. Sources A2.2. Sources Aéérobiesrobies
La mitochondrieLa mitochondrie
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Acide Pyruvique
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NNéécessite trois processus:cessite trois processus:
–– La glycolyse (connue)La glycolyse (connue)
–– Le cycle deLe cycle de krebskrebs
–– La chaLa chaîîne de transport desne de transport des éélectronslectrons
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2.22.2 2. Oxydation des graisses2. Oxydation des graisses..
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–– LipolyseLipolyse
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2.22.2 2. Oxydation des graisses2. Oxydation des graisses..
Les triglycLes triglycéérides constituent le stock drides constituent le stock d’é’énergienergie
Dans les adipocytes et les fibres musculairesDans les adipocytes et les fibres musculaires……
……ils sont dils sont déégradgradéés en glycs en glycéérol + 3 AGLrol + 3 AGL (lipolyse)(lipolyse)
Dans le muscle, les AGL sontDans le muscle, les AGL sont cataboliscatabolisééss auau
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–– Formation dFormation d’’acide acacide acéétiquetique
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II.Contraction musculaireII.Contraction musculaire
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RAPPELSRAPPELS
1.Structure et fonction du muscle squelettique1.Structure et fonction du muscle squelettique
1.1. La fibre1.1. La fibre
1.1.1. Le1.1.1. Le sarcolemmesarcolemme
1.1.2. Le sarcoplasme1.1.2. Le sarcoplasme
1.1.3. Les myofibrilles1.1.3. Les myofibrilles
-- succession de sarcomsuccession de sarcomèèresres
-- myosine (myosine (éépais)pais)
-- ActineActine TroponineTroponine etet TropomyosineTropomyosine (fin)(fin)
1.1.4. Le r1.1.4. Le rééticulum sarcoplasmiqueticulum sarcoplasmique
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1.2. La Contraction1.2. La Contraction
1.2.1. L1.2.1. L’’unitunitéé motricemotrice
–– 1 motoneurone1 motoneurone
–– Toutes les fibres innervToutes les fibres innervéées par ce motoneuronees par ce motoneurone
1.2.2. La stimulation1.2.2. La stimulation
–– Influx nerveuxInflux nerveux
–– Plaque motricePlaque motrice
–– AcAcéétyltyl cholinecholine --> Potentiel d> Potentiel d’’actionaction
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LL’é’énergienergie
de lade la
contractioncontraction
musculaire :musculaire :
ll’’ATPATP
1.2. La Contraction1.2. La Contraction
1.2.3. Au repos1.2.3. Au repos
Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
ATP
Ca ++
Actine
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Troponine
Réticulum Sarcoplasmique
Tropomyosine
1.2. La Contraction1.2. La Contraction
1.2.4. Couplage excitation contraction1.2.4. Couplage excitation contraction
Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
ATP
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INFLUX
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1.2.4.Couplage Excitation Contraction (suite)
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ADP
Troponine
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1.2.4.Couplage Excitation Contraction (suite)
+Pi
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Myosine
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Les sources energétiques de la resynthese de l'atp a  la contraction musculaire

  • 1. Les SourcesLes Sources EnergEnergéétiquestiques:: de lade la ResynthResynthèèsese dede ll’’ATPATP àà la Contraction musculairela Contraction musculaire Capacité de Médecine du Sport Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 2. I.SynthI.Synthèèse dese de ll’’ATPATP Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 3. Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport RAPPELS et DEFINITIONS • L’Adénosine Tri Phosphate (ATP) • Les sources d’ATP • Sources anaérobies • Sources aérobies
  • 4. 1.)1.) LL’’ATPATP:: ComposComposéé àà hautehaute éénergienergie –– AdAdéénosine (adnosine (adéénine + ribose)nine + ribose) –– 3 phosphates inorganiques3 phosphates inorganiques Stockage de lStockage de l’é’énergie en provenance desnergie en provenance des alimentsaliments –– Hydrates de carbones (4kcal/g)Hydrates de carbones (4kcal/g) –– Les graisses (9kcal/g)Les graisses (9kcal/g) –– Les protLes protééines (faible: 5ines (faible: 5 àà 10%)10%) Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 5. LL’’Hydrolyse deHydrolyse de ll’’ATPATP:: Adénosine Energie Energie EnergiePi Pi Pi + ATPase Adénosine Energie Pi PiEnergie Pi Energie 7,4 kcal/mole ADP Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 6. 2.) Les Sources2.) Les Sources dd’’ATPATP :: 2.1.2.1. Sources AnaSources Anaéérobiesrobies (Cytoplasmiques)(Cytoplasmiques) 2.1.1. Syst2.1.1. Systèème ATPme ATP –– PCrPCr ((PhosphagPhosphagèènesnes)) 2.1.2. Syst2.1.2. Systèèmeme GlycolytiqueGlycolytique ((AcAc.Lactique).Lactique) 2.2.2.2. Sources ASources Aéérobiesrobies ((mitochondrialesmitochondriales)) 2.2.1. Oxydation des hydrates de carbone2.2.1. Oxydation des hydrates de carbone 2.2.2. Oxydation des graisses2.2.2. Oxydation des graisses 2.2.3. Oxydation des Acides Amin2.2.3. Oxydation des Acides Aminééss 2.3.2.3. NNééoglucogoglucogéénnèèsese ((àà part)part) Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 7. 2.1.1. Syst2.1.1. Systèème ATPme ATP –– PCrPCr ((PhosphagPhosphagèènesnes)) SystSystèème le plus simple et le plus rapideme le plus simple et le plus rapide PhosphoPhospho--CrCrééatine liaison riche enatine liaison riche en éénergienergie PCrPCr liblibèère lre l’é’énergie pour reconstituer ATPnergie pour reconstituer ATP FacilitFacilitéé parpar CrCrééatinePhosphoKinaseatinePhosphoKinase (CPK)(CPK) Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 8. Le transfert dLe transfert d’é’énergienergie ATP : lATP : l’é’énergienergie immimméédiatement utilisablediatement utilisable par le musclepar le muscle –– Hydrolyse dHydrolyse d’’une moleune mole dd’’ATPATP liblibèère 7.3 kcal.molre 7.3 kcal.mol--11 –– Permet la contractionPermet la contraction musculaire pendantmusculaire pendant quelques secondesquelques secondes –– 55 mmolmmol/kg muscle frais/kg muscle frais –– 8080 àà 100g au total100g au total CrCrééatine phosphate : leatine phosphate : le rrééservoir dservoir d’é’énergienergie –– 1515 mmolmmol/kg muscle frais/kg muscle frais Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 9. SystSystèème ATPme ATP –– PCrPCr au cours du sprintau cours du sprint ATP PCr m m o l e / k g 22 20 18 16 14 12 10 08 06 04 02 Warm-up 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100m Epuisement progressif de PCr Maintient de l’ATP 3 à 15 secondes d’effort possible
  • 10. Le systLe systèème aname anaéérobierobie alactiquealactique Homme 70 kg, 30 kg de muscle, 20 kg de muscle en activité, La quantité d’ATP + PCr stockée permettrait : » Marche pendant 1 minute » Footing pendant 20 à 30 secondes » Sprint pendant 5 à 6 secondes Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 11. 2.1.2. Syst2.1.2. Systèèmeme GlycolytiqueGlycolytique ((AcAc. Lactique). Lactique) DDéégradation du glucose (glycolyse)gradation du glucose (glycolyse) Origine du glucoseOrigine du glucose –– digestion des hydrates de carbonedigestion des hydrates de carbone –– ddéégradation du glycoggradation du glycogèène hne héépatique et/ou musculairepatique et/ou musculaire Plus complexe que ATPPlus complexe que ATP--PCrPCr –– 12 r12 rééactions biochimiques pour obtenir lactions biochimiques pour obtenir l’’acide lactiqueacide lactique Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 12. Glycolyse (AnaGlycolyse (Anaéérobie)robie) Glucose Glucose Glucose Glucose Glucose Glucose Glucose Glucose G1P G6P ATP Acide Pyruvique 12 réactionsATP ATP ATP Acide Lactique Glycogène G1P Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 13. BilanBilan éénergnergéétique anatique anaéérobierobie 1 mole1 mole dd’’ATPATP pour 1 mole depour 1 mole de PCrPCr 2 moles2 moles dd’’ATPATP pour 1 mole de Glucosepour 1 mole de Glucose 3 moles3 moles dd’’ATPATP pour 1 mole de Glycogpour 1 mole de Glycogèènene Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 14. 2.2. Sources A2.2. Sources Aéérobiesrobies
  • 15. La mitochondrieLa mitochondrie Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 16. Acide Pyruvique Acétyl-CoA Cycle de Krebs H2 ATP C + O2 CO2 e- e- e- H+ H+ H+ ATP H2O O2 Chaîne de Transport des e- Cytoplasme Mitochondrie Glycolyse βOxydation Protéolyse Lipolyse
  • 17. 2.2.1. Oxydation des hydrates de carbone2.2.1. Oxydation des hydrates de carbone NNéécessite trois processus:cessite trois processus: –– La glycolyse (connue)La glycolyse (connue) –– Le cycle deLe cycle de krebskrebs –– La chaLa chaîîne de transport desne de transport des éélectronslectrons Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 18. Glucose G6P Acide Pyruvique Glycogène Acétyl-CoA Cycle de Krebs H2 2 ATP C + O2 CO2 3 ATP H2 e- e- e- H+ H+ H+ 34 ATP H2O O2 Chaîne de Transport des e- Cytoplasme Mitochondrie
  • 19. 2.22.2 2. Oxydation des graisses2. Oxydation des graisses.. NNéécessitecessite –– LipolyseLipolyse –– Cycle de KrebsCycle de Krebs –– ChaChaîînes de Transport des enes de Transport des e-- Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 20. 2.22.2 2. Oxydation des graisses2. Oxydation des graisses.. Les triglycLes triglycéérides constituent le stock drides constituent le stock d’é’énergienergie Dans les adipocytes et les fibres musculairesDans les adipocytes et les fibres musculaires…… ……ils sont dils sont déégradgradéés en glycs en glycéérol + 3 AGLrol + 3 AGL (lipolyse)(lipolyse) Dans le muscle, les AGL sontDans le muscle, les AGL sont cataboliscatabolisééss auau niveau desniveau des mitonchondriesmitonchondries ((ββ oxydation):oxydation): –– Formation dFormation d’’acide acacide acéétiquetique –– Conversion enConversion en AcAcéétyltyl CoACoA Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 21. GlycérolAGL Triglycérides Acétyl-CoA Cycle de Krebs H2 8 ATP C + O2 CO2 H2 e- e- e- H+ H+ H+ 88 ATP H2O O2 Chaîne de Transport des e- Cytoplasme Mitochondrie AGL AGL + βOxydation activation enzymatique 2 ATP 35 ATP
  • 22. BilanBilan éénergnergéétique atique aéérobierobie 38 moles d38 moles d’’ATP par mole de GlucoseATP par mole de Glucose 39 moles d39 moles d’’ATP par mole de GlycogATP par mole de Glycogèènene 129 moles d129 moles d’’ATP par mole dATP par mole d’’Acide PalmitiqueAcide Palmitique Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 23. 2.2.3. Oxydation des Acides Amin2.2.3. Oxydation des Acides Aminééss Des acides aminDes acides aminéés peuvent être oxyds peuvent être oxydééss Ils proviennent:Ils proviennent: –– Des protDes protééines alimentairesines alimentaires –– Du catabolismes des protDu catabolismes des protééinesines LL’’OxydationOxydation ((transaminationtransamination)) donne:donne: –– desdes αα ccéétoto--acidesacides –– dudu pyruvatepyruvate Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 24. 2.2.3. Oxydation des Acides Amin2.2.3. Oxydation des Acides Aminééss Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport Acides Aminés Transaminase Pyruvate Acétyl CoA Cycle de Krebs Lipogénèse 2.3.Néoglucogénèse
  • 25. II.Contraction musculaireII.Contraction musculaire Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 26. RAPPELSRAPPELS 1.Structure et fonction du muscle squelettique1.Structure et fonction du muscle squelettique 1.1. La fibre1.1. La fibre 1.1.1. Le1.1.1. Le sarcolemmesarcolemme 1.1.2. Le sarcoplasme1.1.2. Le sarcoplasme 1.1.3. Les myofibrilles1.1.3. Les myofibrilles -- succession de sarcomsuccession de sarcomèèresres -- myosine (myosine (éépais)pais) -- ActineActine TroponineTroponine etet TropomyosineTropomyosine (fin)(fin) 1.1.4. Le r1.1.4. Le rééticulum sarcoplasmiqueticulum sarcoplasmique Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 27. 1.2. La Contraction1.2. La Contraction 1.2.1. L1.2.1. L’’unitunitéé motricemotrice –– 1 motoneurone1 motoneurone –– Toutes les fibres innervToutes les fibres innervéées par ce motoneuronees par ce motoneurone 1.2.2. La stimulation1.2.2. La stimulation –– Influx nerveuxInflux nerveux –– Plaque motricePlaque motrice –– AcAcéétyltyl cholinecholine --> Potentiel d> Potentiel d’’actionaction Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
  • 29. 1.2. La Contraction1.2. La Contraction 1.2.3. Au repos1.2.3. Au repos Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport ATP Ca ++ Actine Myosine Troponine Réticulum Sarcoplasmique Tropomyosine
  • 30. 1.2. La Contraction1.2. La Contraction 1.2.4. Couplage excitation contraction1.2.4. Couplage excitation contraction Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport ATP Ca ++ Actine Myosine Troponine INFLUX
  • 31. Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport ATP Actine Myosine Troponine INFLUX Ca++ 1.2.4.Couplage Excitation Contraction (suite)
  • 32. Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport ADP Troponine INFLUX 1.2.4.Couplage Excitation Contraction (suite) +Pi Energie Ca++ Raccourcissement
  • 33. Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport ATP Myosine Troponine INFLUX 1.2.5.Réactivation (suite) Energie Ca++
  • 34. 1.2. La Contraction1.2. La Contraction 1.2.6.1.2.6. RelachementRelachement Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport ATP Ca ++ Actine INFLUX Myosine Troponine