Réserve d'énergie

Les muscles ont besoin d'énergie pour remplir leurs fonctions. le Réserve d'énergie peut être garanti de diverses manières grâce à la décomposition et à la conversion des nutriments.

Quelle est l'approvisionnement énergétique?

L'apport d'énergie pour les activités du muscle est possible de 4 manières différentes. Ils diffèrent en termes de vitesse et de quantité d'énergie avec laquelle ils peuvent fournir de l'énergie. L'intensité de l'activité musculaire décide lequel de ces processus est utilisé pour fournir de l'énergie.

Les différents processus se déroulent souvent côte à côte. Dans le processus anaérobie (sans oxygène) alactique (sans attaque de lactate), le stockage d'ATP (adénosine triphosphate) et le stockage de phosphate de créatine fournissent de l'énergie pendant une courte période. Cependant, cela ne suffit que pour 6 à 10 secondes, pour les athlètes bien entraînés pendant jusqu'à 15 secondes et est appelé à une performance maximale dans le domaine de la force et de la vitesse maximales et rapides. Tous les autres processus nécessitent la présence de glucose ou d'acides gras. Ils délivrent de l'ATP (adénosine triphosphate) en différentes quantités par dégradation complète ou incomplète.

Avec l'apport d'énergie lactique anaérobie, le glycogène, la forme de stockage du glucose, n'est pas complètement décomposé. Par conséquent, ce processus est également appelé glycolyse anaérobie. Le résultat est du lactate et peu d'énergie, ce qui est suffisant pour 15 à 45 secondes de performance intense, pour les athlètes de haut niveau pendant 60 secondes. Pour les activités sportives de longue durée et de faible intensité, l'énergie est obtenue à partir de la combustion complète de glucose ou d'acides gras dans des processus de production d'énergie aérobie (avec consommation d'oxygène) qui ont lieu dans les mitochondries des cellules musculaires.

Fonction et tâche

Les muscles ont besoin d'énergie pour remplir leurs fonctions. Ils transforment cela en travail mécanique pour déplacer les articulations ou stabiliser des zones du corps. L'efficacité mécanique est cependant très faible, car seul un tiers environ de l'énergie fournie est utilisé pour les exigences cinétiques. Le reste est brûlé sous forme de chaleur, qui est soit libérée à l'extérieur, soit utilisée pour maintenir la température corporelle.

Les athlètes pour qui les mouvements rapides ou ceux qui impliquent un effort physique élevé sont importants sur une courte période de temps tirent leur énergie des réserves d'énergie situées dans le plasma des cellules musculaires. Les disciplines typiques qui répondent à ces exigences sont, par exemple, le sprint de 100 mètres, l'haltérophilie ou le saut en hauteur.

Les activités sportives typiques qui montrent une durée de 40 à 60 secondes sous la performance maximale possible sont la course de 400 mètres, le patinage de vitesse de 500 mètres ou le cyclisme sur piste de 1000 mètres, mais aussi un long sprint final à la fin d'une course d'endurance. Les muscles obtiennent l'énergie nécessaire à ces activités à partir du métabolisme énergétique lactique anaérobie. En plus du lactate, plus d'ions hydrogène sont produits, qui sur-acidifient progressivement le muscle et représentent ainsi le facteur limitant de ce type d'activité sportive.

Dans le cas d'activités sportives à long terme et de faible intensité, l'énergie doit être constamment renouvelée sans l'apparition de substances entraînant une panne. Pour ce faire, il brûle complètement le glucose et les acides gras obtenus à partir des glucides et des graisses. En fin de compte, les deux sources d'énergie se retrouvent après diverses étapes de dégradation sous forme d'acétyl-coenzyme A dans le cycle du citrate, où elles se dégradent en consommant de l'oxygène et fournissent beaucoup plus d'énergie que la glycolyse anaérobie.

Il est significatif que les réserves de graisse du corps puissent fournir de l'énergie beaucoup plus longtemps que les réserves de glucides, bien qu'à une intensité plus faible. Si les athlètes d'endurance ne parviennent pas à reconstituer leurs réserves de glucides entre les deux, il peut y avoir une baisse significative de la performance.

Maladies et affections

Toutes les maladies qui nuisent à la dégradation, au transport et à l'absorption des acides gras et du glucose ont des conséquences négatives sur l'apport énergétique. Dans le diabète, la principale déficience est l'absorption du glucose du sang dans les cellules, pour laquelle l'insuline est nécessaire. En fonction du degré de gravité, cela peut entraîner un apport insuffisant dans les cellules musculaires, ce qui réduit les performances. La conséquence de ce trouble d'absorption est l'élévation du taux de sucre dans le sang, signal pour que le pancréas produise encore plus d'insuline afin de réduire cet excès. Outre les lésions organiques à long terme causées par des changements dans la composition du sang, ce processus a un impact direct sur les possibilités de mobilisation des réserves de graisse et de glucose dans le foie. La présence accrue d'insuline favorise la conversion du glucose en glycogène sous forme de stockage et la formation de graisse de stockage, qui inhibe la mobilisation de ces substances pour la fourniture d'énergie.

Les maladies du foie telles que la stéatose hépatique, l'hépatite, la fibrose hépatique ou la cirrhose hépatique ont des effets similaires sur la mobilisation des graisses, même si les mécanismes d'action sont différents. L'équilibre entre l'absorption et le stockage des graisses d'une part et la dégradation et le transport d'autre part est perturbé dans ces maladies en raison de défauts enzymatiques, avec des effets sur les performances globales.

Il existe des maladies rares qui surviennent directement dans les cellules musculaires et, dans certains cas, ont des conséquences importantes pour les personnes atteintes. Ces maladies génétiques sont résumées sous le terme de myopathies métaboliques. Il existe 3 formes de base avec différentes variantes: Dans les maladies mitochondrales, les défauts génétiques provoquent des perturbations de la chaîne respiratoire, ce qui est important pour la dégradation aérobie du glucose. Cela signifie que pas ou seulement une petite quantité d'ATP est formée et mise à disposition comme source d'énergie. En plus des symptômes musculaires, les dégénérescences neurales sont au premier plan. Dans le cas de la maladie du stockage du glycogène (la forme la plus connue est la maladie de Pompe), les défauts génétiques perturbent la conversion du glycogène en glucose. Plus cette maladie survient tôt, plus le pronostic est mauvais. La maladie du stockage des lipides se comporte de la même manière, mais il existe des problèmes de conversion des graisses.

Une variété de symptômes surviennent avec toutes les maladies. Dans les muscles, il y a parfois des réductions considérables des performances, une fatigue rapide, la survenue de crampes musculaires, une hypotonie musculaire et, avec une progression prolongée, une fonte musculaire.