2 octobre 2023 / Article maisonDans la conception d’un programme d’entraînement, ou encore lorsque l’on planifie l’enchaînement des séances pour un cours collectif, comprendre comment le corps produit de l’énergie est essentiel.
La notion de systèmes (ou filières) énergétiques a été élaborée au fil des ans dans le cadre de recherches en physiologie de l’exercice pour mieux appréhender le métabolisme du corps humain.
Certains écrits mentionnent A.V. Hill (prix Nobel de physiologie et médecine en 1922) comme précurseur dans le domaine. Il a joué un rôle majeur dans les premières études sur la production d'énergie musculaire et la consommation d'oxygène.
Aujourd’hui, la communauté scientifique classe la production d’énergie sous trois filières : phosphagène, glycolytique et oxydative.
Dans cet article, nous vulgarisons cette classification pour vous donner les clés d’un entraînement complet.
LE CORPS: UNE CENTRALE ÉNERGÉTIQUE EXTRAORDINAIRE
Avant d’aborder le vif du sujet, parlons de la production d’énergie. Le corps humain est une centrale énergétique extraordinaire; il est en mesure de transformer la nourriture en carburant. La digestion des glucides, protéines,et graisses produit des composés simples: glucose, acides aminés, et acides gras. Ces composés voyagent dans le sang vers diverses cellules de l’organisme.
À l’intérieur des cellules se trouve une microraffinerie, une centrale. La cellule transforme ces composés en adénosine triphosphate (ATP), l'ultime carburant du corps humain.
Ainsi, lorsqu'un effort est demandé à un muscle, le corps réagit et répond au besoin énergétique de l’activité. Il utilise alors trois systèmes à l’échelle cellulaire pour fournir les muscles en ATP.
TROIS FILIÈRES, UN TRAVAIL
Dans un contexte d'entraînement, le travail des filières énergétiques est simple. Il doit fournir de l’ATP aux muscles pour répondre à la demande énergétique du mouvement ou de l’exercice. La plupart des activités utilisent un mix des trois filières énergétiques. Elles travaillent ensemble pour assurer un approvisionnement constant en énergie.
Pour être en forme, en mesure de performer dans différents contextes, il faut entraîner les trois systèmes. Nous y reviendrons.
La filière phosphagène
La filière phosphagène est toujours sur les blocs de départ. Elle fournit de façon quasi instantanée de l’énergie pour des activités intenses durant jusqu'à 10 s. Elle utilise le phosphate créatine (CP) stocké dans le muscle pour produire l’ATP. Le développement de ce système est indispensable pour des activités de haute intensité comme le sprint et l'haltérophilie qui compte sur des pics de puissance.
Le processus de création d’énergie ne demande aucun apport en oxygène (anaérobique), contrairement à la filière oxydative et ne produit pas de lactate (analactique), contrairement à la filière glycolytique.
La filière glycolytique
La filière glycolytique, souvent appelée système anaérobie, convertit les glucides stockés en glucose et exploite la glycolyse pour générer de l'ATP. Elle fonctionne sans oxygène. Ce système est le principal contributeur d’énergie pour les efforts allant de 30 s à environ 2 min.
Les activités exigeant un effort de cette durée avec une bonne intensité, comme un sprint en vélo à la fin d’une étape de course, un entraînement qui enchaîne les mouvements (pompes, saut, squat), un travail intense à la boxe pour un round ou encore de la corde à danser, sollicitent ce carburant.
Il y a souvent une sensation de brûlure que l’on peut ressentir lors de ce type d’entraînement. Il est intéressant de s’y arrêter quelques instants. Celle-ci est principalement due à l'accumulation d'ions hydrogène (H+). En parallèle à cette accumulation, il y a la production de lactate qui a largement été étudiée. Nous ferons une histoire courte dans cet article, mais le lactate est un marqueur d’efforts que l’on peut associer à la fatigue et aux douleurs musculaires, mais il n’est pas à proprement parler responsable de l’acidification du milieu qui provoque la sensation de brûlure.
La filière oxydative
Le système oxydatif, également connu sous le nom de système aérobie, décompose le glycogène, les graisses et les protéines stockés en utilisant l'oxygène pour produire de l'ATP via l’utilisation d’un processus appelé la respiration cellulaire. La production d’ATP est plus lente, mais le système oxydatif a le mérite de maintenir l’énergie pendant des durées plus longues. Il constitue la principale source d’énergie pour les activités de faible intensité telles que la marche, le jogging ou le vélo.
La filière phosphagène est sollicitée dans les dix premières secondes d’un exercice de haute intensité. La filière glycolytique est le moteur principal lors d’efforts d’intensité moyenne sur une durée de quelques minutes. La filière oxydative prend le relais lorsque l’effort se prolonge.
COMMENT ENTRAÎNER LES FILIÈRES
Comme évoqué précédemment, les systèmes sont souvent sollicités de manière concomitante. En approfondissant notre compréhension des processus physiologiques fournissant de l'énergie dans différents contextes et en les subdivisant en trois catégories basées sur les réactions cellulaires, on peut intervenir de manière ciblée. Il est évident qu'un entraînement visant un système en particulier aura une durée correspondant à sa plage d'utilisation.
Les améliorations dans un système auront des retombées positives sur le système voisin. Pour la majorité d’entre nous, qui ne sommes pas des spécialistes (sprinters, haltérophiles, etc.), il est crucial de solliciter tous les systèmes pour maximiser l'efficacité globale de notre système énergétique.
Ci-dessous, quelques exemples d’exercices pour chaque système :
Système phosphagène:
Sprints courts (20-30 mètres) à intensité maximale avec un repos complet (2 à 3 min) entre chaque sprint;
Exercices de musculation avec des charges lourdes (1-5 répétition) et de longs repos entre les séries.
Système glycolytique:
Intervalles d'efforts intenses de 30 s à 2 min suivis de périodes de repos de même durée ou légèrement plus longues. Exemple: rameur, Assault bike, SkiErg, round de boxe, etc.;
Entraînements en circuit avec des séries d'exercices à haute intensité durant 30 s à 2 min, entrecoupées de courtes pauses.
Système oxydatif:
Entraînements d'endurance à faible intensité sur de longues périodes (par exemple, jogging, natation ou cyclisme pendant 30 min ou plus);
Entraînements par intervalles de longue durée, tels que 5 min d'effort à 70-80% de sa capacité maximale, suivis de 1 à 2 min de repos.
ATH/SE, LE COURS ÉTOILE DES FILIÈRES ÉNERGÉTIQUES
Au Studio, la vedette des filières énergétiques est le cours ATH/SE (SE = Systèmes Énergétiques). Nos entraîneurs misent sur une programmation étoffée. Chaque séance s'imbrique logiquement dans une progression qui permet de travailler tous les systèmes. Les gains acquis grâce à cette formule permettent de bien performer dans l’ensemble des activités réalisées au Studio ou à l’extérieur.
EN CONCLUSION
Le travail réalisé au niveau cellulaire pour fournir de l’énergie est remarquable : le résultat d’années d’évolution. Selon la théorie de l’endosymbiose, l’origine de ce processus se trouverait au niveau d’organismes unicellulaires primitifs. Une relation symbiotique entre une cellule hôte et une bactérie aurait donné lieu à un échange. La cellule hôte a englobé la bactérie à condition que celle-ci fournisse de l’ATP. La mise en place de cette dynamique, qui nous permet aujourd'hui de profiter d’une centrale énergétique hors normes, est le fruit d’un hasard que l’on pourrait qualifier de vertigineux.
Pour l’entraînement, nul besoin de laisser les choses au hasard. La responsabilité première de notre équipe est d’élaborer des programmes d’entraînement efficaces qui aident les clients à atteindre les objectifs souhaités. En concevant nos cours et en développant un programme d’entraînement individualisé, la prise en compte des filières énergétiques et les gains réalisés de ce côté permettent d'augmenter progressivement la charge d'entraînement pour stimuler les adaptations physiologiques recherchées.
En mettant l'accent sur une progression durable plutôt que sur des solutions rapides, nos membres construisent un système énergétique robuste et versatile qui accompagne toutes les activités entreprises. N’hésitez pas à prendre contact en remplissant le formulaire ci-dessous pour en bénéficier vous aussi.
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RÉFÉRENCES
Théorie endosymbiotique / Publication Académie d’Aix-Marseille
Introductory Kinesiology Unit 4: Physiology : Activity 2: Energy Systems / Publication e-learning Ontario
L’athlétisme chez les vétérans, sixième article : comprendre les filières énergétiques / Article de nouvelles Défense nationale Canada
Archibald V. Hill Biographical / Extrait du site The Nobel Prize
VO 2 max à l’épreuve du temps / Billat Véronique, publication De Boek
Lactate et exercice : mythes et réalités / Léger et al., 2001
Effets du lactate : la grande confusion ! / Claire THOMAS-JUNIUS, INSEP, Laboratoire Sport Expertise et Performance
The science and translation of lactate shuttle theory / Brooks, George A. - Publication du journal Cell Metabolism