Système exergonique à long terme : le système aérobie

Edité par le Dr Stefano Casali

Métabolisme aérobie

Ce nom est réservé au complexe de réactions de la chaîne de transport d'électrons et à la phosphorylation oxydative. Dans un certain sens, ce terme en lui-même est trompeur, car l'oxygène ne participe pas directement à la synthèse de l'ATP ; cependant, c'est précisément la disponibilité de l'oxygène, en bout de chaîne respiratoire, qui détermine la capacité de l'individu à entretenir un métabolisme aérobie élevé. .

Les réactions oxydatives sont de loin les processus les plus importants à des fins énergétiques, en raison de la grande quantité d'énergie qui peut être développée à partir de la dégradation oxydative des réserves caloriques du corps (graisses, glucides). La puissance maximale que l'organisme peut développer sur la base des seuls processus oxydants n'est pas imposée, dans certaines limites, par la disponibilité du combustible, mais plutôt par le comburant, c'est-à-dire par l'apport maximal possible d'oxygène au muscles (VO2max) plage d'intensité du travail La consommation d'oxygène (VO2), atteinte 3 à 5 minutes après le début du travail, est une fonction croissante de l'intensité du travail. Dans ces conditions, le travail peut être poursuivi pendant des périodes assez longues (plus de 10 minutes) sans augmentation supplémentaire significative de VO2. Ces conditions sont traditionnellement considérées comme aérobies et le VO2 atteint 3 à 5 minutes après le début du travail est défini comme la valeur « Steady State » (VO2S).

Puissance aérobie maximale (VO2max)

La quantité d'oxygène que le corps doit prendre est régulée par le niveau métabolique cellulaire.

Métabolisme basal : quantité minimale nécessaire pour satisfaire les besoins vitaux ;

Consommation maximale d'oxygène: limite individuelle maximale que le corps peut exprimer sur la base des processus métaboliques oxydatifs. Elle est exprimée en Valeur Absolue (L/min) ou par rapport au poids corporel (mL/kg/min) ou à la Masse maigre (mL/kg de masse maigre/min).

RECRUTEMENT ET TRANSPORT D'OXYGÈNE

L'apport et le transport de l'oxygène de l'environnement externe vers l'environnement interne des cellules nécessitent les éléments suivants :

Dell "système respiratoire (échanges gazeux avec l'extérieur);
Sang (pour sa teneur en hémoglobine, qui est le vecteur d'O2, et pour ses autres caractéristiques physiques et chimiques) ;
Dell « système cardio-circulatoire (transport de gaz et de matériaux pouvant être utilisés à des fins énergétiques ; adaptation de la circulation aux besoins généraux et locaux du corps );

Cela dépend aussi :

des caractéristiques anatomiques, physiologiques et biochimiques des structures des organes effecteurs, éléments qui influencent les échanges gazeux entre les cellules et les capillaires sanguins.

Facteurs limitant la puissance aérobie maximale (en présence d'un excès de substrat oxydant)

Facteurs pulmonaires :

Ventilation alvéolaire;
Capacité de diffusion des gaz respiratoires, en particulier de l'O2.

Facteurs sanguins :

Capacité de transport d'O2 et de CO2 par le sang.

Facteurs cardiocirculatoires

Jet cardiaque, Q ;
Circulation périphérique, en particulier la circulation musculaire, Qm.

Facteurs tissulaires

La capacité de diffusion de l'O2 des capillaires vers la cellule et inversement, du CO2 de la cellule vers le sang ;
Capacité à utiliser l'O2 par les tissus.

Puissance aérobie maximale : le sujet sédentaire

La VO2 max peut être exprimée en valeur absolue (L/min) ou relative au poids corporel (mL/kg/min). Les données concernant les adultes en bonne santé varient entre 40-50 mL/kg/min, quant aux influences du sexe il y a une différence significative entre les mâles et les femelles, celles-ci ont une valeur absolue (L/min) en moyenne 30% inférieure à celle des mâles. La différence entre les sexes tend à disparaître (3-4%) lorsque la valeur se réfère à la masse musculaire (maigre) ; cela indique que la puissance aérobie plus faible des femmes n'est pas seulement due à la masse corporelle inférieure, mais également au pourcentage plus élevé de graisse. La différence résiduelle de 3 à 4 % peut s'expliquer par une concentration différente d'hémoglobine dans le sang, qui chez la femme est de 5 à 10 % inférieure à celle de l'homme.

Puissance aérobie maximale : l'Athlète

La limite maximale de VO2 max semble se situer autour de 90 mL/kg/min ; les athlètes caractérisés par les valeurs les plus élevées sont les skieurs de fond, quelle que soit la spécialité pratiquée (ski, course à pied ou cyclisme). Cependant, quelle que soit la discipline pratiquée, la valeur du VO2 max, exprimée par unité de poids corporel, apparaît significativement plus élevée chez le sportif que chez le sujet sédentaire.Une différence significative est retrouvée entre les valeurs retrouvées entre les sportifs pratiquant différentes spécialisations. Par exemple, le VO2 max des marathoniens, exprimé en valeur absolue, est inférieur à celui des rameurs, qui se caractérisent en moyenne par une masse corporelle plus importante.Les rameurs n'utilisent pas d'énergie pour transporter leur corps, qui est soutenu par l'eau à travers les outil.sports, de sorte qu'ils n'ont pas à faire de travail contre la gravité (le poids corporel n'entre pas en jeu comme facteur limitant les performances). Le coureur, quant à lui, puisqu'il effectue la quasi-totalité du travail contre la pesanteur, requiert une « haute performance énergétique par kg de poids corporel et n'a pas nécessairement des valeurs absolues élevées. Le cycliste se trouve dans une situation intermédiaire selon que le parcours s'effectue sur le plat ou en montée.

Base physiologique pour une puissance aérobie élevée

Le Maximum Cardiac Throw (Q"max) est l'exigence fondamentale pour pouvoir atteindre un niveau élevé de VO2 max ; il peut atteindre 40L/min chez le sportif, contre une valeur de 22-25 L/min chez le sédentaire et chez le D'autres variables importantes sont celles liées au coefficient d'utilisation maximal de l'oxygène dans le muscle qui peut atteindre des valeurs proches de 0,9 dans le muscle du sportif entraîné, c'est probablement grâce à :

à une répartition plus uniforme de la perfusion résultant d'une augmentation (+ 20 %) de la surface de section des capillaires par unité de surface musculaire ;

à une augmentation de l'activité de certaines enzymes mitochondriales, en particulier la succinodéshydrogénase (SDH) également en relation avec la proportion différente entre les fibres musculaires lentes et rapides.