Les trois systèmes énergétiques et l’exercice cardiovasculaire

Les trois systèmes énergétiques et l’exercice cardiovasculaire

L’activité cardiovasculaire est simple. C’est la principale méthode pour élever votre fréquence cardiaque et tester sa charge de travail. C’est marcher, courir, sauter, nager, danser et pratiquement tout le reste.

Vous placez une charge de travail sur le corps pendant une période prolongée.

Cardio est plus synonyme du terme «exercice» que de tout autre mot, mais que se passe-t-il réellement dans le corps lorsque nous le faisons? Et tout le cardio est-il pareil?

ATP: la monnaie énergétique du corps

Pour produire de l’énergie, notre corps utilise une molécule appelée L’adénosine triphosphate ou «ATP». L’ATP comprend deux molécules – une adénine et un groupe ribose – avec trois phosphates attachés. Afin d’utiliser l’ATP, le corps divise l’une des molécules de phosphate en utilisant le processus d’hydrolyse (rupture des liaisons chimiques avec de l’eau). Cette division crée une énergie utilisable dans le processus.

Une fois qu’un phosphate est perdu, l’ATP se transforme en adénosine diphosphate (ce qui signifie qu’il ne contient que deux phosphates) et doit attacher un autre phosphate à sa chaîne pour être réutilisé pour la production d’énergie.

Nos corps ont trois systèmes énergétiques distincts réglés pour soutenir nos efforts physiques. Chaque système fonctionne spécifiquement pour alimenter des niveaux d’intensité faibles, moyens ou maximaux. Relativement parlant, cependant, tous les 3 sont toujours au travail dans une certaine capacité, quelle que soit l’intensité.

La carrosserie n’est pas une transmission manuelle par laquelle elle monte ou descend spécifiquement. Les 3 systèmes sont étroitement liés et fonctionnent ensemble tout au long de toute activité physique, mais le système le mieux adapté à la charge de travail donnée fait la majorité.

Le système énergétique aérobie

Le système aérobie est chargé d’alimenter des activités d’endurance de plus longue durée avec des niveaux d’intensité allant de la marche / randonnée au jogging / course. Il repose sur l’oxygène pour convertir les acides gras, le glycogène stocké et le glucose en circulation en carburant dans un processus connu sous le nom de Glycolyse.

La glycolyse fournit une abondance d’oxygène (en raison de la respiration plus contrôlée que permet un exercice de faible intensité) pour diviser l’anneau à six carbones du glucose en deux, trois molécules de pyruvate de carbone.

Un bon indicateur que vous êtes dans la plage d’intensité faible est de savoir si vous pouvez maintenir une conversation pendant que vous faites de l’exercice. Si c’est le cas, cela signifie que vous apportez efficacement suffisamment d’oxygène pour alimenter l’activité aérobie.

Le pyruvate est ensuite converti en une autre molécule appelée acétyl-CoA; dont l’existence déclenche deux autres processus chimiques qui se produisent dans les mitochondries de la cellule nommée le Cycle de Krebs et le chaîne de transport d’électrons. Ces deux mécanismes sont là où la glycolyse génère la grande majorité de son ATP.

Vous n’avez pas besoin de connaître les processus approfondis de ce qui précède pour comprendre le fonctionnement du système. Essentiellement, l’exercice aérobie est suffisamment faible en intensité pour permettre au corps d’absorber de grandes quantités d’oxygène, ce qui permet à la glycolyse d’utiliser des glucides pour alimenter efficacement le corps.

Cela ne fonctionne pas aussi bien si l’intensité augmente, cependant.

Le système anaérobie ou “ acide lactique ”

Le système anaérobie (parfois appelé acide lactique ou système oxydant) ne nécessite pas l’utilisation d’oxygène pour fonctionner. Ce système prend le relais lorsque l’intensité de l’exercice augmente au point où nous ne pouvons pas apporter suffisamment d’oxygène pour soutenir le système aérobie et les processus glycolytiques dont il a besoin.

Le système anaérobie intervient lors d’un exercice intense généralement sur dix secondes, comme 200m à 400m de course ou 100m de natation, par exemple.

Le corps convertit le glycogène stocké (principalement du muscle) en glucose, puis le glucose en ATP pour soutenir la charge de travail au départ de la même manière qu’avec le système aérobie.

Dans les deux systèmes, la molécule de glucose à six carbones est divisée en deux molécules de pyruvate à trois carbones par le biais du processus initial de glycolyse.

Sans oxygène, la glycolyse aérobie ne peut pas progresser au-delà de la conversion initiale du glucose en pyruvate. Ce processus initial de glycolyse et de décomposition du glucose en pyruvate crée des ions hydrogène qui génèrent un environnement acide. Ces ions hydrogène sont rapidement convertis et dissipés lorsqu’il y a suffisamment d’oxygène dans le système, mais pas lorsqu’ils sont privés d’oxygène.

Heureusement, le corps a quelques astuces dans sa manche pour lutter contre cela.

Le corps joint les molécules de pyruvate nouvellement créées à l’hydrogène flottant librement pour créer Lactate.

Contrairement à la croyance populaire, c’est en fait l’accumulation de pyruvate et d’hydrogène qui provoque la sensation de brûlure que vous ressentez dans vos muscles, le lactate agissant comme un tampon acide pour réduire la fatigue et augmenter la durée des performances!

Grâce au lactate, quel que soit le manque d’oxygène, vous pouvez continuer à générer suffisamment d’énergie pour maintenir l’intensité de l’exercice pendant une période prolongée. Cela ne dure pas éternellement, c’est pourquoi vous ne pourrez supporter que des exercices d’intensité modérée tels que les sports d’équipe à indice d’octane élevé ou la course de fond (400-800 m) pendant une période relativement courte.

Une fois que les ions hydrogène finissent par submerger le système anaérobie, l’environnement acide vous amène à la fatigue. Cet environnement acide est la sensation de brûlure dans vos jambes et votre cœur que vous ressentirez après avoir sprinté pendant 45 secondes.

Le système ATP-Pc

Le troisième système énergétique est le plus puissant mais probablement le moins complexe. Le système ATP-Pc (Pc pour phosphocréatine) est utilisé pour des efforts d’intensité maximale et utilise de l’ATP facilement disponible dans le muscle actif au lieu de le créer par glycolyse.

Le mécanisme central du système est une simple régénération d’ATP; séparer un phosphate de la molécule d’ATP pour fournir de l’énergie. Le système ATP-Pc utilise les propres réserves de phosphocréatine des muscles pour recycler l’ADP en ATP. Lorsque ces réserves seront épuisées, vous vous fatiguerez et vous devrez permettre au muscle de reconstituer ses réserves de phosphate avant de pouvoir à nouveau fonctionner au maximum.

C’est en fait ainsi que la supplémentation en créatine peut améliorer vos performances pour des exercices d’effort maximal. Les réserves de phosphocréatine musculaire ne sont pas naturellement à leur pleine capacité, vous pouvez donc saturer le muscle avec plus de phosphocréatine qu’il n’en a naturellement et continuer à convertir l’ADP en ATP plus longtemps!

Bien que vous puissiez consommer de la créatine naturellement à travers les viandes, il serait très difficile de consommer la quantité dont vous avez besoin pour saturer complètement vos réserves de muscles; ce qui signifie que la supplémentation est de loin la meilleure voie à suivre.

Le système ATP-Pc ne dure pas du tout très longtemps, ce qui en fait l’outil parfait pour les sports de haute intensité de courte durée tels que le sprint de 100 m ou l’haltérophilie.

Les systèmes énergétiques et les différents types de cardio

Il existe d’innombrables variations de cardio, alors jetons un coup d’œil à certains des types les plus familiers dans lesquels les gens s’engagent et comment nous pouvons le relier aux trois systèmes énergétiques différents.

Exercice tel que le sprint de 100 m nécessite une puissance et une vitesse de livraison immédiates, et utilisera donc toujours principalement le système ATP-Pc.

Les activités cardio comme HIIT (High Intensity Interval Training) ou les sports d’équipe sont des candidats parfaits pour le système anaérobie. Ces formes de cardio sont trop intenses pour le système aérobie, mais aussi pas assez intenses pour exiger l’immédiateté du système ATP Pc. Cela les place bien dans la fourchette que l’acide lactique peut aider à maintenir l’activité

La course à pied et même la marche sont d’excellents candidats pour une utilisation prédominante du système aérobie. Régulier et contrôlé, ce type d’exercice méthodique permet la respiration rythmique nécessaire pour soutenir les besoins en oxygène de la glycolyse, et pour cette raison, vous pouvez le faire pendant longtemps sans succomber à une fatigue immédiate.

Il est important de noter que ces systèmes énergétiques fonctionnent simultanément quel que soit le type d’exercice, mais la contribution relative de chacun est régulée par l’intensité de l’exercice.

Recommandations pratiques

Les glucides alimentaires sont la principale source d’énergie du corps et fournissent le glucose et le glycogène utilisés pour alimenter les systèmes énergétiques. La principale considération avec l’apport en glucides est de maintenir le glucose et le glycogène musculaire à niveau; ce qui signifie que vous voulez en avoir assez avant de faire de l’exercice et assurez-vous de reconstituer ce que vous avez utilisé par la suite.

Une revue de 2014 a conclu qu’un repas consommé 2 à 3 heures avant l’exercice est adéquat pour reconstituer les réserves de glucides, les études mesurant des temps d’ingestion de moins de 60 minutes semblant avoir des effets moins cohérents.

La recherche sur la reconstitution des glucides après l’exercice semble être concluante que, en fournissant 24 heures de repos entre les séances d’exercice, 10 g par kg de poids corporel devraient au maximum reconstituer les réserves de glycogène.

Linden Garcia Pepworth est nutritionniste sportive (BSc Sports Nutrition) et instructeur accrédité YMCA. Il travaille actuellement sur une revue comparant les différences anaboliques entre les protéines végétales et animales.

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