La physiologie de l'exercice et de l'effort

L'ATP est la seule molécule utilisable directement par les cellules musculaires pour la contraction. Sa réserve est très faible, donc le muscle doit régénérer l'ATP en permanence selon trois filières. La filière anaérobie alactique utilise la phosphocréatine pour un effort très bref (moins de 10 s) et intense. La filière anaérobie lactique dégrade le glucose sans O2, produisant de l'acide lactique, utile pour des efforts de 30 s à 2 min. La filière aérobie utilise O2 et nutriments (glucose, acides gras) dans les mitochondries, pour des efforts prolongés.

La contraction résulte du glissement des filaments d'actine et de myosine dans les sarcomères. Un message nerveux déclenche la libération d'ions calcium par le réticulum sarcoplasmique. Le calcium permet la fixation des têtes de myosine sur l'actine, formant des ponts d'union. L'hydrolyse de l'ATP fournit l'énergie pour le pivotement des têtes de myosine, entraînant le glissement. Ce cycle se répète tant que le calcium et l'ATP sont présents.

Pendant l'effort, la fréquence cardiaque et le volume d'éjection systolique augmentent, ce qui accroît le débit cardiaque. La fréquence et l'amplitude respiratoires augmentent également, améliorant la ventilation et les échanges gazeux alvéolaires. Les vaisseaux sanguins des muscles actifs se dilatent (vasodilatation) tandis que ceux des organes au repos se contractent, redistribuant le sang. Ces ajustements augmentent l'apport d'O2 et de nutriments aux muscles et l'élimination du CO2 et de la chaleur. Le système nerveux autonome et des hormones comme l'adrénaline coordonnent ces réponses.

La VO2max est le débit maximal d'O2 consommé par l'organisme lors d'un effort intense ; elle reflète l'endurance aérobie. Au-delà du seuil lactique, la production d'acide lactique dépasse son élimination, provoquant fatigue et baisse de performance. L'entraînement régulier augmente la VO2max, la densité mitochondriale et la capillarisation musculaire. Après l'effort, la récupération permet de reconstituer les réserves d'ATP, de phosphocréatine et de glycogène, et d'éliminer l'acide lactique. Une bonne hydratation et un apport en glucides favorisent cette récupération.