De la ponction biopsie aux facteurs physiologiques de l'activité physique
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Dl lA PONCTION BIDPSII AUX fACTIURS PHYSIDLDGIQUIS
Dll .. ACTIVITI PHYSIQUI Les activités physiques et sportives mettent en jeu une large palette de qualités : vitesse, force, endurance, détente, puissance et endurance musculaires, souplesse, etc. Dénombrer ces qualités, les classer et les mettre en relation directe avec un paramètre physiologique unique paraît difficile. On peut cependant attribuer des dominantes aux différentes disciplines sportives :
;:: .·
- prédominance organique générale (cardio-respiratoire et métabolique) dans le cas des sports de longue durée, - prédominance musculaire (neuromusculaire) dans le cas des sports de force et des «sports explosifs».
Ainsi, les différentes activités sportives sollicitent des réservoirs énergétiques de volume et de débit maximal différents et mettent en jeu des masses musculaires avec des forces, des vitesses et des séquences de durée caractéristiques de chacune d'elles. Par exemple : - l'assaut d'escrime est un effort intermittent qui nécessite de grands débits énergétiques pendant des durées brèves séparées par des temps de repos courts, - une course de 400 rn plat ou une nage de 100 rn réclament un grand débit énergétique pendant une durée prolongée, - le ski de fond , le cyclisme, les courses ou nages longues nécessitent un débit énergétique plus modéré mais de longue durée, - dans le cas de sports explosifs classiquement qualifiés de sports de «détente», une part substantielle de la puissance développée est fournie par la restitution de l'énergie élastique emmagasinée par les muscles.
Physiologie: biopsie et activité physique
Les sources d'énergie du muscle et leur évaluation
Le fonctionnement du muscle est permis par trois modalités d'approvisionnement énergétique. Elles s'organisent en deux voies que l 'on peut différencier par leur aptitude ou leur inaptitude à produire de l'énergie en l'absence d 'oxygène mais qui ont un point commun, leur produit terminal : la molécule d'adénosine triphosphate (ATP). Elle est la seule source d'énergie - le seul carburant -qu'est capable d'utiliser le muscle; de ce fait, le renouvellement permanent de cette molécule est indispensable à l'activité musculaire . Il pourra être assuré par (fig. 1) :
- la voie aérobie: la présence d'oxygène lui est indispensable . Elle utilise comme sybstrats les acides gras (graisses) et le glucose (sucre). La mesure de la consommation d'oxygène (VOû reflète sa contribution à 1 'approvisionnement énergétique;
- les voies anaérobies (elles peuvent fonctionner sans oxygène) :
·voie anaérobie alactique (source de première urgence, elle utilise une réserve énergétique permanente du muscle : ATP et créatine phosphate (CP); elle ne produit pas d 'acide lactique);
·voie anaérobie lactique (son seul substrat est le glucose; elle produit de l 'acide lactique à l ' iss ue de la glycolyse).
Ainsi, la quantité totale d'énergie mise à la disposition d'un geste sportif est à la fois chimique (ATP =
énergie directement issue du métabolisme et utilisée au niveau des protéines musculaires d'actine et de myosine pour y permettre la création de ponts de liaiso n entre ces deux macromolécules, véritables «sites générateurs de force» responsables de la contraction musculaire) et mécanique (énergie élastique restituée par le muscle).
On peut citer quelques uns des procédés qui, parmi les principales méthode s d'invest igation, permettent d'évaluer les paramètres reflétant le niveau de chacune des contributions énergétiques (*) :
- la ponction biopsie musculaire : prélèvement et analyse directe d'un échantillon de muscle par des techniques histochimiques et enzymatiques,
- la mesure de la consommation maximale d'oxygène (V02 max),
- la mesure de la lactatémie,
- la mesure des taux plasmatiques ou de l'excrétion urinaire de certaines hormones (adpatation des systèmes hormonaux),
GRAISSE ~ Acides gras Mitochondrie
"' c .. <rJ
ATP ATP ATP
ATP
~:hhic."' Cycle ~ + H10
de
CRÉATINE PHOSPHATE- ATP
Figure 1 - Les trois voies productrices d'A TP
u.lu.l - :J CCC/ o _ llG!·u.lU << Z.J <<
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- les études mécaniques, ergométriques et électromyographiques, qui permettent d'étudier les caractéristiques contractiles et élastiques du muscle.
La ponction biopsie musculaire permet l'accès direct au niveau de la cellule musculaire et permet d'en dégager les caractéristiques structurales et fonctionnelles. Sans négliger l'importance des autres procédés d 'investigation, nous choisirons d'utiliser ses résultats comme illustration des paramètres physiologiques de l'activité physique . Les caractéristiques fonctionnelles de la commande nerveuse ou celles des processus de régulation (notamment hormonaux) ou d'excrétion ne seront pas ici envisagées.
La ponction biopsie musculaire
0 LA TECHNIQUE
La technique habituellement employée, relativement peu traumatisante, n'interdit pas la poursuite d'une activité musculaire mais elle est trop sophistiquée pour devenir une investigation de routine sur de larges populations. Elle utilise une aiguille de Bergstr6m qui, après anesthésie locale superficielle et incision des tissus périphériques, permet l'extraction d'une «carotte musculaire» de quelques milligrammes (fig. 2) au devenir différent selon le mode d'analyse souhaité: étude histochimique, étude en microscopie électronique, étude enzymatique.
L'étude histochimique permet, grâce à des colorations classiques, de mettre en évidence la structure du tissu musculaire, sa vascularisation, son contenu en glycogène et en graisse. Les colorations spécifiques de quelques enzymes autorisent, selon leur concentration, la différenciation de plusieurs types de fibres.
L'étude en microscopie électronique révèle l'ultrastructure de chaque fibre et, notamment, la densité de son réseau de tubules, de son équipement
(•) Voir notamment article CAZORLA et coll.- Les épreuves d 'effort en physiologie, dans le présent document.
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a. Anesthésie locale superficielle
c. Aiguille à ponction biopsie
e. Fragment de muscle prélevé
Travaux et Recherches no 7 1 Spécial Évaluation
b. Incision
d. Introduction de l'aiguille et ponction
f. Photographie du fragment de muscle après coloration de l'A TPase myofibrillaire
Figure 2 - Ponction biopsie musculaire
Physiologie: biopsie et activité physique
mitochondrial, de ses inclusions lipidiques.
L 'étude enzymatique évalue 1 'activité de plusieurs groupes d'enzymes, ou d'enzymes clefs d'un métabolisme énergétique donné.
0 LES RÉSULTATS
Le muscle squelettique apparaît très hétérogène sur une photographie de couple colorée par les méthodes histochimiques (fig. 3, fig. 2f.). Par ailleurs, des muscles homologues présentent une composition variable chez différents sujets. Aussi les généralisations doivent être prudentes . Il reste cependant possible de dégager les caractéristiques principales d'un muscle : les muscles para-vertébraux (à activité essentiellement tonique, sollicités pendant des temps prolongés) sont différents des muscles moteurs des membres (à activité essentiellement phasique, soumis à des ha utes fréquences de contraction) et la connaissance des propriétés mécaniques, physiologiques , métaboliques et bi6chimiques de chacun des types de fibres permet une catégorisation musculaire. Ainsi, pour un même type de muscle, le vaste externe de la cuisse par exemple, on peut distinguer celui dont le profil est adapté à la course de longue durée plutôt qu 'aux activités de force ou de vitesse.
Différenciation de plusieurs types de fibres musculaires La juxtaposition des différentes nomenclatures peut être une source de confusion, et un effort de clarification permet de reconnaître l'existence de trois types principaux de fibres musculaires (voir notamment élude bibliographique et èlescription dans : Saltin et coll. , 1977; Gollnick, 1979; Taylor, 1980; Marini, 1981). Nous allons essayer de dégager leurs propriétés avant de les réunir dans le tableau de la figure 4. Les études les plus récentes tendent cependant à montrer que cette restriction à trois types essentiels de fibres musculaires ne reflète pas totalement la réalité.
Les études mécaniques ont mis en évidence l'existence de fibres à contraction rapide (F : fast) et de fibres à contraction lente (S : slow) .
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Figure 3- Coloration de l'ATPase myofibrillaire; muscle soléaire entier de rat La coloration est effectuée après incubation acide. Par rapport au muscle vaste externe humain, on remarque la grande majorité des fibres de type II dans le muscle soléaire de rat.
(Marini, 1981) ·
Par ailleurs, l 'activité myosine ATPase (enzyme qui permet l'utilisation, pour la contraction musculaire, de l 'énergie contenue dans l'ATP) s'est révélée nettement plus importante dans les muscles à contraction rapide (Barany , 1967) alors que, parallèlement, la coloration spécifique de cet enzyme (en milieu d'incubation basique) était plus forte dans les fibres sombres (Stein et Padykula, 1962), fibres de forte activité ATPasique. Ainsi, quand les réactions d'identification des types de fibres musculaires s 'effectuent dans un milieu basique, les fibres sombres sont du type Il, les fibres de type I étant claires, alors qu'après une préincubation dans un milieu acide, 1 'inverse se produit et les fibres colorées le plus fortement sont de type I (fig. 2 f , fig. 3).
L'étude de la résistance à la fatigue de chacun de ces deux types de fibres musculaires (Burke et coll., 1973) a permis de différencier deux types de fibres à contraction rapide : FR (rapide, résistante) et FF (rapide, fatigable) alors que les fibres à con-
traction lente sont très résistantes à la fatigue : SR (iente, très résistante). Corrélativement, les colorations histochimiques ont mis en évidence une activité prédominante d'enzymes du métabolisme anaérobie dans les fibres de type rapide, peu résistantes à la fatigue, baptisées (Peter et coll., 1972) FG (rapides, glycolytiques) ainsi qu'une activité prédominante d'enzymes du métabolisme aérobie dans les fibres lentes, très résistantes à la fatigue, SO (lentes, oxydatives), alors que les fibres rapides, résistantes à la fatigue semblent douées d'une activité élevée dans les deux voies aérobie et anaérobie : FOG (rapides, oxydatives, glycolytiques).
Ainsi, la résistance à la fatigue est en étroite relation avt:c un équipement cellulaire favorisant le métabolisme aérobie, ce qui est une caractéristique des fibres à contraction lente, principalement. Afin de caractériser le profil d'aptitude métabolique d 'un type de fibre donné, les colorations histochimiques portent principalement :
pour le métabolisme oxydatij, sur
78 Travaux et Recherches n ° 7 1 Spécial Évaluation
SDH (succinate deshydrogénase, enzyme du cycle de Krebs NAD H 2 (nicotinamide adénine dinucléotide, transporteur d ' hydrogène).
pour la voie glycolytique, sur GPD (glycérophosphate deshydrogénase, enzyme de la g lycolyse), PHOS (phosphorylase, enzyme de la glycogénolyse).
D'autre part, afin de caractériser ce profil, les mesures d 'activité enzymatique portent principalement :
pour le métabolisme anaérobie alactique sur
CPK (créatine phosphokinase).
pour le métabolisme anaérobie lactique sur
PHOS, Ct GPD, LDH (lactico deshydrogénase, enzyme de la transition pyruvate ~lactate)
PFK (phosphofructokinase, enzyme
de la glycolyse).
pour le métabolisme aérobie sur
SDH, MDH (malate deshydrogénase, enzyme du cycle de Krebs) CS (citrate synthétase, enzyme de l 'entrée dans le cycle de Krebs) cytochrome oxydase.
Caractéristiques des différents types de fibres musculaires (fig. 4)
Engel 1962 1
Burke 1967. 1973 s • CLASSIFICATIONS
Peter et coll. 1972 so.
Brooke et Kaiser 1970 I
Par le jeu des préincubations à des pH différents, il est possible d'identifier principalement 4 types de fibres musculaires selon la coloration de leur myosine A TPase : fibres 1, à contraction lente, fibres II A, II B, II C à contraction rapide .
- Les fibres de type 1 sont des fibres à contraction lente, d'activité ATPasique faible, très peu fat igables (elles sont claires à pH basique, sombres après préincubation acide). Elles possèdent une riche vascularisation, un contenu élevé en myoglobine, en mitochondries et en graisses, une
II
FR* FF *
FOG * FG *
liA liB II C
TECHNIQUES D!FFÉRENTES CLASSIFICATIONS MYOTYPOLOGIQUES ET UTILISEES CARACTERISTIQUES PRINCIPALES DE CHAQUE TYPE DE FI BRE (homme)
Contenu en myoglobine Élevé lnterméd . Faible
Histologie Réseau capillaire par +++ ++ + Microscopie optique unité de surface
Diamètre ô + +++ ++ <? + ++ ++ +
Contenu en mitochondries Très élevé Élevé Faible
Microscopie Densité du réticulum Réseau étroit
Réseau électronique compact
StrieZ Large Fine
Résistance à la fat igue Élevée Moyenne Faible Stimulation répétitive
Déplétion glycogénique Concentration en glycogène Variable Variable Fort
Microscopie Concentration en Forte Interméd . Faible
électronique triglycérides
Métabolisme dominant Oxyda tif Mixte Glycolyse anaérobie
Vitesse de contraction Faible Grande Grande
Précipitation des Activité ATPasique + +++ +++ +++
ions phosphate
• S = Slow, FR = Fast resistant (à la fat igue) FF = Fast fatiguable • SO = Slow oxydative, FOG = Fast oxydative glycolytic FG = Fast glycolytic
Figure 4- Nomenclature des types principaux de fibres musculaires (D'après Marini, 1981)
Physiologie: biopsie et activité physique
activité élevée des enzymes du métabolisme oxydatif.
- Toutes les fibres de type II sont à contraction rapide et ont une activité A TPasique élevée (ou intermédiaire pour les fibres II C) :
· les fibres II A (sombres à pH basique, claires après préincubation à pH = 4.6). Peu fatigables, elles semblent équipées favorablement pour produire de l'énergie par les deux voies aérobie et anaérobie . Elles sont de type intermédiaire pour leur contenu en myoglobine, en mitochondries, en graisses et leur vascularisation reste importante ;
· les fibres II B (sombres à pH basique, claires après préincubation à pH = 4.3). Très fatigables, leur contenu en myoglobine, en mitochondries et leur vascularisation sont faibles . Les enzymes du métabolisme anaérobie y possèdent une activité élevée;
• les fibres II C (sombres à pH basique, encore grises à pH = 4.3). En proportion très faible chez l'homme normal, elles semblent réapparaître dans différentes circonstances pathologiques ou au cours d'un entraînement assidu et prolongé : elles sont au centre des interrogations portant sur les interconversions d'un type de fibre musculaire en un autre type à la suite d'un entraînement spécifique.
- Le contenu musculaire en glycogène ne semble pas pouvoir être différencié nettement pour chacun des types de fibres. Cependant, sa coloration spécifique (PAS) utilisée par la technique de déplétion glycogénique a permis de mettre en évidence une différence fonctionnelle entre les fibres de type 1 et de type II : pour un effort modéré, les fibres de type I sont principalement recrutées (la diminution de leur contenu en glycogène est la plus importante) alors que l'effort intense recrutera toutes les fibres.
La répartition des différents types de fibres (fig. 5)
Le pourcentage global de chacun des types de fibres musculaires, pour 1 'organisme entier, est approximativement de 52 o/o de fibres de type 1 et 48 % de type II (soit 33 % de II A et 15 %de II B). Mais ces pourcentages varient selon le muscle, selon le
potentiel génétique et les effets de l'entraînement. Bien qu'il soit difficile de déterminer la part qui revient à l'entraînement de celle qui revient à l'apport héréditaire, il a été démontré qu'un muscle adapté aux «efforts de vitesse» possédait un pourcentage élevé de fibres du type II alors qu'un muscle adapté aux efforts de longue durée possédait un pourcentage élevé de fibre du type I. Ce point est illustré par la figure 5 (d'après Eklund et coll., 1970). Par ailleurs, il semble que la nature de la commande nerveuse des fibres musculaires détermine leurs propriétés et conditionne leur profil de fibres à contraction rapide ou à contraction lente.
-"lo fibres OJo f ibres
GROUPE MUSCLE lentes rapides ST FT
Non C uisse 40 60 entraînés
Cyclistes Cuisse 61 39 Bras 50 50
Canoëistes Cuisse 61 39 Bras 58 42
Nageurs ... C uisse 58 42 Bras 74 26
Coureurs Cuisse 59 41 1/2 fond
Sprin ters Cuisse 26 74
Coureu rs 1/2 fond Cuisse 52 48
bons sprint.
Coureurs 1/2 fond Cuisse 62 38 mauvais sprint.
Coureur d e fond Cuisse 75 25 mauvais sprint.
Figure 5 - Composition musculaire
chez des sédentaires et différents sportifs (D'après E klund et coll .)
Caractéristiques métaboliques et exercice
La répartition des types de fibres dans un muscle donné permet d'évaluer ses caractéristiques structurales et fonctionnelles, notamment le niveau des différentes activités enzymatiques, donc son métabolisme dominant. Afin de concevoir mieux
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l'aptitude d'un muscle à satisfaire un type d'effort donné, il importe de définir plus précisément chaque voie métabolique et sa mise en jeu selon l'activité effectuée.
0 L'OFFRE ET LA DEMANDE ÉNERGÉTIQUE
Parmi les trois modalités de la production énergétique que nous avons décrites précédemment, l'orientation du choix du fournisseur d'énergie est fonction de la présence d'oxygène et de \ a quantité, ainsi que de l'intensité, la durée et la forme de l' exercice.
L'effort de type aérobie
Il est caractérisé par une quantité d'oxygène suffisante pour permettre la production d'ATP à partir de glucides ou de lipides via le cycle de Krebs et la chaîne oxydative (fig. 1) . Trente-huit molécules d' ATP sont produites à partir d'une molécule de glucose. La puissance maximale aérobie (PMA) correspond à l'intensité de travail qui élève la consommation d'oxygène à son maximum (V02 max) . Le V02 max qu'est susceptible de réaliser un organisme est fonction de deux paramètres principaux dont l'un, le débit d'oxygène dont peut disposer le muscle, est fonction de facteurs cardio-vasculaires et l'autre, 1 'activité métabolique aérobie, est liée à des facteurs enzymatiques. L'entraînement portera sur ces deux versants en améliorant le débit sanguin central (grâce à une augmentation du volume d'éjection systolique, la fréquence cardiaque maximale étant constante pour un âge et un sujet donnés) et le débit sanguin périphérique (grâce à une augmentation de la vascularisation du muscle), et en améliorant aussi l'activité des enzymes (volume et nombre de leurs structures d' accueil : les mitochondries) catalysant le métabolisme oxydatif (aérobie) .
L'effort de type anaérobie
Dès lors qu'au cours d'un exercice les besoins en oxygène dépassent son apport, I'ATP manquant est produit par la dégradation du seul glucose jusqu'au niveau de l'acide pyruvique (glycolyse). Du fait de l'absence d'oxygène en quantité suffisante
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pour prendre en charge (après leur passage sur la chaîne oxydative) les ions hydrogène produits pendant la glycolyse, c'est l' acide pyruvique luimême qui, ne pouvant s'engager dans le cycle de Krebs, accepte ces ions et se transforme en acide lactique. L'acide lactique, par l'augmentation d'acidité locale et sanguine (diminution du pH) qu' il provoque, inhibe la synthèse d'ATP et l'activité musculaire elle-même (voir Hermanssen, 1977). Seules deux molécules d'ATP sont formées par molécule de glucose
BIBLIOGRAPHIE
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Travaux et Recherches n ° 7 1 Spécial Évaluation
au cours de la seule glycolyse du métabolisme anaérobie lactique.
L 'analyse d 'un effort très intense, donc très bref (type sprint , mouvement d'haltérophilie), met en évidence une troisième source énergétique capable de fonctionner sans oxygène et ne produisant pas d'acide lactique (anaérobie alactique). Cette voie est approvisionnée par la créatine phosphate qui doit être reconstituée à la fin de 1 'exercice : cela cons titue une partie de la «dette d'oxygène» remboursée très rapidement dès l'arrêt de l'exercice (pour moitié en 20 secondes selon Margaria et coll. , 1933). L'autre partie de la dette d'oxygène (dont le remboursement global se traduit par un délai de
APPORT D'ÉNERGIE
Processus Processus Distance
AÉROBIE ANAÉROBIE DE COURSE
10 à 15% 85 à 90 o/o lOO rn 25 à 35% 65 à 75% 400 rn
40 % 60% 800 rn 60% 40 % 1 500 rn
75 à 80 % 15 à 20 o/o 3000m 90 à 95% 5 à 10 % 10 000 rn
Figure 6 - Contribution relative exprimée en o/o de l'apport total d'énergie, des processus aérobies et anaérobies lors
puissance kcal.min - t
90 ·.
·. ATP.PC
retour à la consommation d'oxygène de repos) est constituée par l 'élimination de l 'acide lactique produit : celui-ci est en partie consommé comme source d'énergie, l'autre partie étant utilisée à la resynthèse du glycogène. Mais il faut approximativement une heure pour l'éliminer totalement dans le cas d'une récupération passive (la moitié aurait disparu, selon certaines expérimentations, en une quinzaine de minutes) et payer ainsi la «dette d'oxygène lactique ».
La détermination de la participation relative de chaque voie à des exercices d'intensité maximale de différentes durées est illustrée par la figure 6. L'effort long est essentiellement
.-..... .., 100 JOOO "'""' ••• drfond -- .;,)dii.IM-.aoo ·~ sooo 1
100 "•'
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10
Énergie d 'origine aérobie
... __ _ Énergie d 'origine anaérobie ·· ---T·---~
JO .w ~ 60mln ,.
d 'exercices maximaux de différentes durées. (D'après Astrand et Rodhal). Individu entraîné.
50 /
/
_ , glycolyse anaérobie
' 30
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/
1
·. 1
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l:=======~::::::~~======~r---,-----~~~:_:_:_;:~-=~~temps 10
sec 60 2 sec min
10 min
30 min
120 min
Figure 7 - Caractéristiques des trois processus d'apport d'énergie au muscle d'après Howald (1974)
Physiologie: biopsie et activité physique 81
PUISSANCE CAPAC ITÉ MAXIMALE
VOIE ÉNERGÉTIQUE un ité : équivalen t énergétique d'un vo2
exprimé en ml/kg
ml/mn/kg ml/ kg Inertie: (1) Débit max : (1) Approvision': ( 1) Voie temps de puissance énergétique énergétique
Sédentaire Sportif(!) Sédentaire Sportif (1) latence max imale prépondérant
Anaérobie 160 260 10 à 15 15 à 20 0" 0 à 5" 0 à 20" A.L. alactique
Anaérobie 80 260 55 100 15" 45" à 1' 15" 20" à 2' 2'30" A.A. lactique
Aérobie 45 80 Très grande 1' à 3' 2' 3' à Au-delà de A. 14 ' 30' 2' 3'
(1) : varie avec le niveau de spécialisation et d'entraînement
Figure 8- Potentiel énergétique et moment et durée d'intervention de chaque voie métabolique
approvisionné par la voie aérobie alors que l 'effort court et intense l'est en grande partie par la voie anaérobie.
0 CARACTÉRISTIQUES DES VOIES DE PRODUCTION D'ÉNERGIE
On peut caractériser chaque voie par : - son inertie : délai nécessaire à sa mise en jeu (temps de latence), -sa puissance : quantité qu'elle est capable de fournir par unité de temps (débit énergétique), - sa capacité quantité totale d'énergie qu'elle est susceptible de produire , - son endurance : caractérisée par le temps maximal pendant lequel le système peut fournir une puissance donnée, - ses facteurs limitants : ils sont susceptibles d'interrompre la production d'énergie (réserves énergétiques, quantité d'oxygène, déchets produits, etc.).
Les figures 7 et 8 regroupent les évaluations de ces différentes variables. De façon schématique on peut établir les correspondances suivantes : • exercice très court, exercice explosif : source anaérobie alactique (inertie nulle , puissance très élevée, capacité réduite), • exercice court et intense : source anaérobie lactique (faible inertie, puissance élevée, capacité moyenne), • exercice de durée moyenne à lon-
gue : source aérobie (grande inertie, faible puissance, grande capacité).
Ainsi, dès le début d'un effort, quelle qu ' en soit son intensité, la source anaérobie alactique, source de première urgence, est sollicitée. De capacité faible, cette source doit être très rapidement suppléée :
-si l'exercice est d'intensité modérée ou faible, les stocks d '02 (oxygène dissous, oxygène lié à la myoglobine) et la légère augmentation de son apport circulatoire peuvent suffire à couvrir les besoins énergétiques, la part anaérobie lactique pouvant être fa ib le ou n égli geab le (d 'autant plus que l ' individu est entraîné);
- si l 'exercice est plus intense, l 'apport d'oxygène est insuffisant et la voie anaérobie lactique, d'inertie moindre et de plus grande puissance que la voie aérobie, est sollicitée pendant le temps qu 'il faut à l'organisme pour ajuster son apport d'oxygène aux besoins énergétiques. Cet apport anaérobie cesse ensuite après avoir contracté une dette d'oxygène modérée;
-si l' intensité de l'exercice approche de la PMA du sujet, le seuil anaérobie est franchi (seuil d'accumulation des lactates franchi à des niveaux divers selon le degré d'entraînement : de 60 o/o de PMA, il peut s'élever à 60, à 90 % de PMA pour des sportifs spécialîstes d'épreuves d'endurance),
et de l 'acide lactique commence à s'accumuler avant que le niveau de V02 max soit atteint;
-si l 'exercice est très intense, l'apport anaérobie est permanent : bien que vo2 max soit atteint plus rapidement, le débit énergétique maximal de source aérobie est insuffisant et l'apport anaérobie donne naissance à une dette d'02 importante (il produit une grande quantité d'acide lactique).
Ainsi, selon son contenu en chacun des types de fibres et leur commande motrice, un muscle possèdera un ensemble de propriétés caractéristiques de «force, vitesse, détente, puissance ou endurance» ( ... ); il utilisera préférentiellement l'une ou plusieurs des voies du métabolisme énergétique dont on peut effectuer une comparaison sommaire : bien que productrice de lactate qui bloquera à moyen terme l'activité musculaire, la voie anaérobie lactique présente l'intérêt d'une inertie basse et d'un débit énergétique élevé par rapport à la voie aérobie. De plus, elle seule peut se passer d'oxygène et permettre des intensités de travail supérieures à la PMA. Par contre, la voie aérobie est seule capable de pourvoir à la dépense d'énergie que nécessite l'exercice de longue durée. Quant aux premières contractions musculaires, aux urgences énergétiques, aux gestes explosifs , seule la voie alactique est capable de les autoriser.