Le métabolisme anaérobie alactique

Le métabolisme
anaérobie alactique
Par Loïc Arbez
PLAN
• Généralités
• Métabolisme anaérobie alactique et performance
sportive
• Les facteurs limitants du métabolisme anaérobie
alactique
• Évaluation de l’anaérobie alactique
- Mesure directe : laboratoire
- Mesure indirecte : terrain
Généralités
• L’aptitude d’un individu à fournir un effort très
intense, bref, explosif pendant une durée de 1 à
5 secondes dépend grandement de son
métabolisme anaérobie alactique.
1. Définition du métabolisme A.A.
‘’Aptitude de l’organisme à produire de
l’énergie par la voie anaérobie alactique donc par
l’ATP-CP’’.
2. Le métabolisme A.A. à l’exercice
Généralités
Anaérobie alactique
Anaérobie lactique
Aérobie
!!! ATTENTION !!!
Tous les métabolismes interviennent dès le début de l’exercice.
Seule leur part dans la contribution totale change.
Généralités
Baisse de la part
anaérobie
Baisse
puissance
Augmentat°
a. lactique
Généralités
● Tout comme pour le métabolisme aérobie, on distingue :
- Une PUISSANCE ANAEROBIE ALACTIQUE : débit
de production d’énergie par la voie anaérobie alactique. Il
existe un débit maximum => puissance maximale anaérobie
alactique (< 1 s).
- Une CAPACITE ANAEROBIE ALACTIQUE (ou
endurance anaérobie alactique) : durée pendant laquelle un
exercice peut être maintenu à un certain % de la puissance
maximale anaérobie alactique.
Capacité = réservoir
Généralités
Débit
Généralités
Généralités
3. Bioénergétique
3.1 L’adénosine triphosphate (ATP)
A
Une base azotée:
L’ADENINE
3 groupements
phosphates (H3PO4)
Un sucre à 5 carbones:
Le RIBOSE
P
P
R
P
P
P
E
L ’énergie chimique est stockée dans
les liaisons entre les phosphates
Généralités
Les liaisons phosphates peuvent être hydrolysées
=> Séparation d'un phosphate ==> libération d‘NRJ
Adénosine
triphosphate
(ATP)
ATPase
E
Adénosine
diphosphate (ADP)
+
Phosphate
inorganique (Pi)
Inversement, on peut recréer la liaison brisée si on fournit de l’NRJ
L ’ATP contient 2 liaisons Phosphate-Phosphate qui
peuvent être hydrolysées. La coupure de la 2ème liaison P est
moins énergétique que celle de la 1ère liaison.
9
Généralités
3.2 La phosphocréatine (PCr)
Créatine : molécule pouvant accumuler de l'énergie et
la céder pour former rapidement de l'ATP à partir d'ADP.
La créatine peut accumuler
de l'énergie en prenant un
groupement phosphate à
l'ATP => phosphocréatine
Créatine
Créatine
phosphate
Généralités
La PCr peut rapidement
céder son groupement P à
l'ADP pour reformer de
l'ATP
• Au repos => synthèse de
créatine phosphate
• Activité intense =>
formation d'ATP à
partir de créatine
phosphate
Anaérobie alactique et
performance sportive
• Très grande importance du métabolisme anaérobie
alactique pour les épreuves de 1 à 5 secondes => disciplines
explosives, force-vitesse.
• A mesure que la durée de l’épreuve augmente, la part
des métabolismes anaérobie lactique et aérobie augmente.
Les facteurs limitants du
métabolisme anaérobie alactique
Les facteurs limitants du métabolisme anaérobie
alactique sont :
1. Subtrats énergétiques : ATP, PCr
2. Les enzymes : ATPase, myokinase…
Les facteurs limitants
1. Les substrats énergétiques
L’adénosine triphosphate (ATP)
La phosphocréatine (PCr)
RESERVES
LIMITEES
Les facteurs limitants
Les facteurs limitants
Les facteurs limitants
Les facteurs limitants
Au bout de 5s de sprint
=> 50% en moins de PCr
Au bout de 15s de sprint
=> Ne reste plus que 10%
Les facteurs limitants
2. Les enzymes
Notamment…
La créatine phosphokinase (CPK)
La myokinase (MK)
L’ATPase
Evaluation du
anaérobie
métabolisme
alactique
• Pourquoi évaluer l’anaérobie alactique ?
Prédire performances potentielles
Evaluer efficacité de l’entraînement
Evaluation
1. Procédures de détermination de l’A.A
A. Protocole direct ou indirect
=> Direct car mesure directe des déterminants de l’A.A.
=> Indirect car extrapolation à partir de tests physiques.
A.1 Mesure directe
=> Direct car mesure directe des facteurs limitants de
l’A.A => biopsie musculaire, RMN.
==> substrats NRJtiques = ATP, CP
==> typologie musculaire = fibres I, II
==> enzymes (ATPase, CPK).
Evaluation
● Technique de biopsie musculaire à aiguille
développée par Bergstrom (60):
- Anesthésie locale (aiguille 4-6 mm de
diamètre)
- Echantillon congelé et sec (azote
liquide)
- Métabolites mesurés en millimoles par
kilogramme de masse musculaire sèche
(mmol.kg dm-1)
Evaluation
Avantages/inconvénients de la mesure directe
- Avantages :
- mesure directement les facteurs limitants
- Inconvénients :
- coûteux
- logistiquement ‘’lourd’’
- traumatisant
- reflet d’une petite partie de l’organisme
Evaluation
A2. Mesure indirecte
=> Indirect car l’évaluation du métabolisme A.A. est
extrapolée à partir des résultats aux tests physiques.
=> But: déterminer l’A.A. à partir de tests physiques où
l’intensité est supra-maximale, brève, explosive :
● Tests de détente
● Test force-vitesse
Evaluation
a. Les tests de détente Sargent (1924), Bosco (1979)
Squat Jump
(SJ)
Counter Movement Jump
(CMJ)
Evaluation
+ tests multisauts :
● foulées bond.
● cloche-pied
● …
Drop Jump
(DJ)
Evaluation
● Le principe de cette méthode repose sur la
quantification de l’énergie nécessaire pour mouvoir le centre
de masse (CM).
De l’NRJ est obligatoirement dépensée pour élever le centre
de masse contre la gravité (énergie potentielle) ou pour faire
face aux variations de vitesse du CM ( i.e. énergie cinétique).
Une limite à cette méthode réside dans le fait que
seule la puissance mécanique externe est quantifiée ; i.e. la
puissance interne n’est pas évaluée (énergie nécessaire pour
mouvoir les segments autour du centre de masse plus l’énergie
nécessaire pour vaincre les frictions à l’intérieur de
l’organisme).
●
● Procédure :
Evaluation
Squat Jump = détente "sèche", non pliométrique, sans
étirement.
● A partir de la position haute, le sujet descend en
position fléchie à 90°, reste 2-3 secondes puis effectue une
"poussée" maximale vers le haut.
Counter Movement Jump =
détente "sèche",
pliométrique, avec étirement (élasticité).
● A partir de la position haute, le sujet descend en
position fléchie à 90° puis effectue immédiatement
une ‘’poussée’’ maximale vers le haut.
Drop Jump =
détente pliométrique, avec étirement
(élasticité + réflexe myotatique).
● Le sujet se laisse tomber de différentes hauteurs
(20 cm, 40 cm, 60 cm, 80 cm) sur le sol pr rebondir (les
mains sur les hanches) sur le tapis et effectuer une
‘’poussée’’ maximale vers le haut.
Evaluation
=> Les outils de mesure :
● un mètre + une craie (!!!), ou…
● appareils de mesure :
- Optojump
- Ergojump
- TAC (test atletici computerizati)
- …
Evaluation
Optojump:
mesure des temps de suspension et de
contact au sol => déduire la détente et la puissance.
● 2 barres constituées de rangées de cellules photoélectriques.
● Qd le sujet est au sol, il coupe les cellules (mesure
du temps de contact) et qd il est en l’air, il n’intervient pas sur
les cellules (temps de suspension).
Ergojump:
mesure des temps de suspension et de
contact au sol => déduire la détente et la puissance.
● Tapis de contact constitué de cellules de contact.
● Qd le sujet est au sol, il est en contact avec les
cellules (mesure du temps de contact) et qd il est en l’air, il
n’intervient pas sur les cellules (temps de suspension).
TAC:
idem que Ergojump + contrôle angle genoux av
goniomètres.
Evaluation
b. Les tests force-vitesse sur ergocycle
Pirnay et Crielaard (1979), Péres (1981), Vandewalle (1987)
● Procédure :
- Sur bicyclette ergométrique ou sur vélo normal
s’il est équipé d’un système de mesure de la puissance
(Powertap, SRM) .
- Le sujet effectue assis, des sprints (5 en
général) à intensité maximale pendant ~ 6-7 secondes.
- Différentes forces de friction (charges
croissantes : 0-0,25-0,5-0,75-1 par poids du corps) sont
appliquées sur la roue => construction droite de régression =>
force-vitesse.
Evaluation
Evaluation
● Paramètres déterminés :
- Puissance maximale alactique :
Pmax = (0,5 × F0) × (0,5 × V0) = 0,25 F0 × V0
- Vitesse maximale (V0) => qd F = 0
- Force maximale (F0) => qd V = 0
- Vitesse optimale (Vopt) = qd Pmax
- Force optimale (Fopt) = qd Pmax
Puissance maximale
10
Charge (Force; kg)
Force maximale
F0
12
Relation
force-vitesse
8
6
4
2
0
140
0
450
Vitesse / Force
300
80
250
60
200
150
40
100
20
50
0
0
1
2
3
4
Sprint
5
6
Puissance (F X V)
350
100
100
150
Vitesse (rpm)
400
120
50
Vitesse
Force
Vitesse maximale
V0
Puissance
Vitesse optimale
Vopt
Force optimale
Fopt
Evaluation
● Remarques concernant l’évaluation du métabolisme
anaérobie alactique:
- Contrairement au métabolisme aérobie que l’on
peut mesurer directement l’O2 (=> puissance chimique), il est
très difficile ici de mesurer directement le métabolisme
anaérobie alactique. En effet, la mesure de l’ATP-PCr, des
enzymes, etc sont peu accessibles.
- C’est pourquoi, nous mesurons en fait la
puissance mécanique externe (et non chimique) du
métabolisme anaérobie alactique (tests détente, test forcevitesse…).
- Le problème est que d’autres facteurs
interviennent dans l’expression de cette puissance mécanique
=> motivation, facteurs techniques, nerveux…
F
I
N