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Le mLe méétabolisme tabolisme anaanaéérobie robie alactiquealactique

Par LoPar Loïïc c ArbezArbez

PLANPLAN

•• GGéénnééralitralitééss

•• MMéétabolisme anatabolisme anaéérobie robie alactiquealactique et performance et performance sportivesportive

•• Les facteurs limitants du mLes facteurs limitants du méétabolisme anatabolisme anaéérobie robie alactiquealactique

•• ÉÉvaluation de lvaluation de l’’anaanaéérobie robie alactiquealactique-- Mesure directe : laboratoireMesure directe : laboratoire

-- Mesure indirecte : terrainMesure indirecte : terrain

GGéénnééralitralitééss

•• LL’’aptitude daptitude d’’un individu un individu àà fournir un fournir un effort treffort trèès s intense, bref, explosifintense, bref, explosif pendant unependant une durduréée de 1 e de 1 àà5 secondes d5 secondes déépend grandement de son pend grandement de son mméétabolisme anatabolisme anaéérobie robie alactiquealactique..

1. Définition du métabolisme A.A.

‘’‘’Aptitude de lAptitude de l’’organisme organisme àà produire de produire de ll’é’énergie par la voie ananergie par la voie anaéérobie robie alactiquealactique donc par donc par ll’’ATPATP--CPCP’’’’..


Anaérobie alactique

Anaérobie lactique

Aérobie

!!! ATTENTION !!!Tous les métabolismes interviennent dès le début de l’exercice.

Seule leur part dans la contribution totale change.

2. Le métabolisme A.A. à l’exercice


Augmentat°a. lactique

Baisse puissance

Baisse de la part anaérobie


● Tout comme pour le métabolisme aérobie, on distingue :

- Une PUISSANCE ANAEROBIE ALACTIQUE : débitde production d’énergie par la voie anaérobie alactique. Il existe un débit maximum => puissance maximale anaérobie alactique (< 1 s).

- Une CAPACITE ANAEROBIE ALACTIQUE (ouendurance anaérobie alactique) : durée pendant laquelle un exercice peut être maintenu à un certain % de la puissance maximale anaérobie alactique.

Capacité = réservoir

Débit


A

R

P P P

Une base azotée: L’ADENINE

Un sucre à 5 carbones: Le RIBOSE3 groupements

phosphates (H3PO4)

3.1 L’adénosine triphosphate (ATP)

L ’énergie chimique est stockée dans les liaisons entre les phosphates

P P

E

3. BioénergétiqueGGéénnééralitralitééss

Les liaisons phosphates peuvent être hydrolysées

=> Séparation d'un phosphate ==> libération d‘NRJ

Adénosine triphosphate (ATP)

Adénosine diphosphate (ADP)

E

+

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.

ATPase


Créatine : molécule pouvant accumuler de l'énergie et la céder pour former rapidement de l'ATP à partir d'ADP.

Créatine Créatine phosphate

La créatine peut accumuler de l'énergie en prenant un groupement phosphate àl'ATP => phosphocréatine

GGéénnééralitralitééss3.2 La phosphocréatine (PCr)

La PCr peut rapidement céder son groupement P àl'ADP pour reformer de l'ATP

• Au repos => synthèse de créatine phosphate

• Activité intense => formation d'ATP àpartir de créatine phosphate


AnaAnaéérobie robie alactiquealactique et et performance sportiveperformance 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 Les facteurs limitants du mméétabolisme anatabolisme anaéérobie robie alactiquealactique

Les facteurs limitants du métabolisme anaérobie alactique sont :

1. Subtrats énergétiques : ATP, PCr

2. Les enzymes : ATPase, myokinase…

Les facteurs limitantsLes facteurs limitants

1. Les substrats énergétiques

L’adénosine triphosphate (ATP)

La phosphocréatine (PCr)

RESERVES LIMITEES


Au bout de 5s de sprint=> 50% en moins de PCr

Au bout de 15s de sprint=> Ne reste plus que 10%

2. Les enzymes


La créatine phosphokinase (CPK)

La myokinase (MK)

L’ATPase

Notamment…

Evaluation du mEvaluation du méétabolisme tabolisme anaanaéérobie robie alactiquealactique

• Pourquoi évaluer l’anaérobie alactique ?

Prédire performances potentielles

Evaluer efficacité de l’entraînement

=> Direct car mesure directe des déterminants de l’A.A.

A. Protocole direct ou indirect

=> 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.

EvaluationEvaluation

==> substrats NRJtiques = ATP, CP==> typologie musculaire = fibres I, II==> enzymes (ATPase, CPK).

1. Procédures de détermination de l’A.A

● 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)


- Avantages :

- mesure directement les facteurs limitants

- Inconvénients :

- coûteux

- logistiquement ‘’lourd’’

- traumatisant

- reflet d’une petite partie de l’organisme

Avantages/inconvénients de la mesure directe


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 oùl’intensité est supra-maximale, brève, explosive :

● Test force-vitesse

● Tests de détente

Squat Jump(SJ)

Counter Movement Jump(CMJ)


a. Les tests de détente Sargent (1924), Bosco (1979)


Drop Jump(DJ)

+ tests multisauts :

● foulées bond.● cloche-pied● …

● 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).


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 immédiatementune ‘’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.

● Procédure :

=> Les outils de mesure :

● un mètre + une craie (!!!), ou…

● appareils de mesure :

- Optojump- Ergojump- TAC (test atletici computerizati)- …



Optojump: mesure des temps de suspension et de contact au sol => déduire la détente et la puissance.

● 2 barres constituées de rangées de cellules photo-électriques.

● 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).

TAC: idem que Ergojump + contrôle angle genoux avgoniomètres.

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).

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.


● 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

0

20

40

60

80

100

120

140

1 2 3 4 5 6

Sprint

Vite

sse

/ For

ce

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Puis

sanc

e (F

X V

)

VitesseForcePuissance

0

2

4

6

8

10

12

0 50 100 150

Vitesse (rpm)

Char

ge (F

orce

; kg)

Relation force-vitesse

Puissance maximale

Vitesse maximaleV0

Force maximaleF0

Vitesse optimaleVopt

Force optimaleFopt

● 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 force-vitesse…).

- Le problème est que d’autres facteurs interviennent dans l’expression de cette puissance mécanique => motivation, facteurs techniques, nerveux…

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