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Les substrats énergétiques au cours de l’exercice Chez l’homme, les muscles squelettiques représentent 40 % du poids corporel et consomment au repos 30 à 35 % de la totalité de l’O2 utilisée par l’organisme. Les réserves énergétiques sont stockées dans l’organisme sous plusieurs formes avec un potentiel énergétique total d’environ 150 000 kcal voir >> Sachant que " une heure de vélo " à bonne intensité demande une énergie calorifique d’environ 300 kcal, nous avons donc une autonomie potentielle d’environ 500 h de pédalage! Les deux principaux substrats énergétiques disponibles pour les muscles au cours d'un exercice physique sont les lipides et les glucides. Cependant, il existe un apport énergétique provenant des protéines (environ 10 %), qui intervient essentiellement lors des efforts de longue durée. Bien que les lipides aient un rendement énergétique plus élevé que les glucides (129 ATP/molécule d’acide gras contre 38 ATP/molécule de glucose), avec toutefois une consommation en oxygène plus importante (26 molécules d’O2/molécules de lipides contre 6 molécules d’O2/molécules de glucose), le taux de formation en haute énergie phosphate (HEP) est nettement inférieur lorsqu’il vient des lipides en comparaison des glucides (à 0,4 mol HEP.min-1 vs à 1-2,4 mol HEP.min-1). Ainsi les glucides fournissent plus d’ATP que les lipides lorsqu’on exprime le rendement en unité de temps. D’un autre côté, chez l’homme au repos, après une période de jeûne nocturne (12h), le quotient respiratoire (QR = VCO2/VO2) est d’environ 0,7, ce qui correspond à une consommation quasi-exclusive en lipides. Dans ces conditions, le glucose ne représente que 15 à 20 % du métabolisme oxydatif musculaire, alors que les acides gras rendent compte de 80 % de l’O2 utilisée. Cependant, une certaine chronologie se produit sur le type de substrat énergétique utilisé au cours de l’exercice musculaire. En effet, alors que les lipides sont les substrats oxydatifs préférentiels du muscle au repos, le début de l’exercice est caractérisé par une utilisation quasi-exclusive en glucides; glycogène musculaire et glucose plasmatique. Puis au fur et à mesure que l’exercice se poursuit, les lipides (acides gras libres circulants et/ou dérivés de l’hydrolyse des triglycérides intramusculaires) deviennent les substrats oxydatifs prépondérants. A ce niveau l'utilisation des protéines et la réutilisation du lactate font parties (à une moindre échelle) des apports énergétiques (voir effets de la durée). Inversement, l'intensité de l'exercice va conduire la demande énergétique vers une dépendance vis à vis des glucides (voir effets de l'intensité). De son côté l'entraînement va modifié l'utilisation des substrats énergétiques vers une consommation lipidique plus importante pour un exercice modéré, alors que pour un exercice intense, l'apport énergétique serait préférentiellement amené par les glucides. (voir effets de l'entraînement).
Afin de
simplifier la compréhension de l'utilisation des substrats énergétiques
(lipides et glucides) en relation avec l'intensité de l'exercice et
l'entraînement, une récente théorie appelée "crossover
concept" a été développée. Ce concept représente une intégration des effets combinés de l’entraînement et de l’intensité
de l’exercice sur la balance d’utilisation des substrats énergétiques
(glucides et lipides) au cours de l’exercice. |
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