Énergie muscle, comment ça fonctionne ?

Les muscles sont des tissus constitués de fibres pouvant se contracter pour produire un mouvement. Mais pour le réaliser, il est nécessaire de se fournir en énergie qui est l’énergie du muscle. 

Pour faire un mouvement ou un effort, tes muscles ont besoin de se contracter. Cette contraction nécessite une certaine quantité d’énergie qui est l’ATP. Il faut dire que les cellules musculaires ont besoin d’une quantité importante d’ATP pour effectuer ces cycles de contraction. 

Pour expliquer le fonctionnement de l’énergie du muscle, il est donc nécessaire de parler des différents métabolismes nécessaires à la cellule pour se fournir en ATP. Dans cet article, nous allons donc voir l’origine de l’ATP et les différentes sources d’énergie du muscle.

Énergie du muscle : origine de l’ATP

 Pour la contraction musculaire, un apport en ATP est nécessaire pour les cellules musculaires. Il existe des voies métaboliques qui permettent à la cellule musculaire de se fournir en ATP et ainsi produire l’énergie du muscle. 

ATP, de quoi s’agit-il ?

 L’ATP ou Adénosine Triphosphate peut se définir comme étant le carburant de tous les muscles. En effet, lorsque tu effectues un effort important lors d’une séance d’entraînement par exemple, tes muscles travaillent et utilisent beaucoup d’énergie sous forme d’ATP.

Ton muscle ne se contracte pas par magie ! Il s'agit d'une réaction chimique qui a pour base l'ATP comme énergie et un ion calcium comme déclencheur. Et alors c'est quoi l'ATP ?

Il s’agit d’une molécule constituée de liens entre l’adénosine et trois groupes de phosphates. Chacune des cellules de tes muscles tire son énergie de l’ATP. C’est donc la principale forme de stockage d’énergie chimique dont ton corps dispose. 

Le corps contient une faible réserve d’ATP ne permettant pas de maintenir un effort pendant une très longue durée. Ses stocks peuvent effectivement s’épuiser en quelques secondes, il est donc nécessaire de le reconstituer en permanence. 

Origine de l’ATP : la respiration cellulaire en condition aérobie

 La respiration cellulaire est une voie métabolique avec un fort rendement en ATP. Il s’agit de l’ensemble des processus du métabolisme cellulaire qui transforment l’énergie chimique dans le glucose en ATP. Voici les étapes de la respiration cellulaire pour produire de l’énergie du muscle. 

Glycolyse

 Le glycolyse est une étape (en condition aérobie) où le glucose est converti en deux molécules d’acide pyruvique ou pyruvate. Les réactions vont libérer de l’énergie, qui sera utilisée dans une autre réaction simultanée. 

Conversion du pyruvate

 Les molécules de pyruvate issues de la glycolyse vont être absorbées par une mitochondrie et seront décarboxyler, pour donner l’acétate. Ce dernier va ensuite se lier à la coenzyme A pour produire l’acétyle-CoA ou acétyl-coenzyme A. 

Cycle de Krebs

 Dans cette phase, l’acétyl-CoA va entrer dans le cycle de Krebs dans la matrice mitochondriale. Dans le cycle de Krebs l’acétyl-CoA va subir une chaîne de réactions chimiques catalysées par des enzymes. Dans ces réactions, des molécules de NADH2 et de FADH2 vont se former et seront utilisées dans la dernière étape de la respiration cellulaire. 

Phosphorylation oxydative

 Il s’agit de la dernière étape de la respiration cellulaire qui produit la plus grande quantité d’ATP. Dans cette dernière phase, les molécules de NADH2 vont être ainsi oxydées pour produire trois molécules d’ATP. 

Les molécules de FADH2 vont produire deux molécules d’ATP, après oxydation. En tout, la phosphorylation oxydative va produire entre 30 à 36 molécules d’ATP. Ce qui est largement plus important que ceux que produisent les autres phases de la respiration cellulaire. 

Énergie du muscle : quels sont les types de métabolisme énergétique ?

 Pour produire l’énergie du muscle, il peut y avoir différents types de métabolisme énergétique. Cela dépend généralement de la source d’énergie et de l’oxygène disponible dans le processus. 

Créatine kinase : le phosphate de créatine

 La créatine est un composé organique qui se forme dans le foie, les reins et le pancréas et qui passe dans la circulation sanguine pour arriver au muscle. Elle va ensuite subir une réaction chimique et devenir le phosphate de créatine. 

Ce dernier va alors se combiner à l’ADP pour former des nouvelles molécules d’ATP. Il s’agit du moyen le plus rapide pour former l’énergie du muscle. Toutefois, la quantité d’ATP produite est assez faible, ce qui n’est pas suffisant pour un effort de longue durée. 

Glycolyse : les glucides

Glycolyse anaérobie

 Ce métabolisme énergétique permet de produire de l’ATP à partir du glycogène, en absence d’oxygène. Avec ce processus, il y a donc formation de lactate, qui est une dégradation incomplète du pyruvate. 

D’où le nom de métabolisme anaérobie lactique. Il faut néanmoins savoir que si le taux de lactate augmente, le muscle peut vite se fatiguer. L’un des avantages avec ce processus, c’est que l’ATP se forme rapidement. Par contre, il y a aussi une surproduction de lactate. 

Glycolyse aérobie

Le processus se fait ici en présence d’oxygène. Il peut prendre beaucoup plus de temps puisque l’oxygène nécessaire doit être acheminé dans la cellule musculaire. Dans ce cas-ci, le glucose peut être complètement dégradé. Par conséquent, l’approvisionnement en énergie du muscle est assez lent. Ainsi, le besoin en ATP ne doit pas être trop important. Cependant, l’effort musculaire peut être de longue durée. 

Lipolyse : les graisses

 Tout comme le glucose, les acides gras sont dégradés durant un effort prolongé. Les graisses servent alors comme source d’énergie et sont dégradées en aérobie. Néanmoins, la combustion des graisses est beaucoup plus lente que dans la glycolyse aérobie. Mais il faut savoir que les graisses constituent une source d’énergie quasi-inépuisable. 

Les protéines

Il est aussi possible d’utiliser les protéines comme source d’énergie du muscle. Cela se passe tout le temps lors de l'activité physique mais en très faible quantité. Cela peut devenir problématique si tu es dans une situation de carence.

Si tu suis par exemple un régime strict dans lequel le déficit calorique est trop important, ton corps va alors commencer à dégrader la masse musculaire dans le but de garder de l’énergie. Cela peut aussi arriver lors d'un effort d'endurance très long.

Pour protéger tes muscles et veiller à ta santé, tu dois alors avoir une bonne alimentation. 

En conclusion, la formation de l’énergie du muscle peut passer par différentes étapes et de nombreuses réactions chimiques. 

Le plus important est de savoir que l’ATP est l’un des éléments principaux pour fournir de l’énergie. Les différentes phases de la production d’énergie, évoquées précédemment, peuvent être utiles pour un sportif afin d’optimiser ses performances sportives.

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Photo de couverture : MRBIG_PHOTOGRAPHY

Photos : Lesia Sementsova