L’ATP, au cœur de la puissance musculaire

Les sports de force comme la musculation, le crossfit ou le rugby, sollicitent les muscles différemment des sports d’endurance : les efforts fournis sont généralement brefs mais intenses. Les muscles doivent donc être capables de se contracter plus rapidement et avec plus de puissance.

L’ATP : au cœur de la contraction musculaire

Chaque muscle est constitué de milliers de cellules de forme allongée, que l’on appelle fibres musculaires. Chaque fibre se compose elle-même constituée de filaments de protéines spécifiques (actine et myosine) : ces filaments coulissent entre eux pour contracter les fibres musculaires, donc le muscle.

La seule source d’énergie utilisable par le muscle pour se contracter est l’ATP.

L’ATP est un nucléotide chargé en énergie qui est capable de libérer cette énergie selon les besoins du muscle. Toutes les fibres musculaires contiennent une petite réserve d’ATP qui va permettre au muscle de se contracter très rapidement, notamment en cas d’effort rapide. Mais, pour se contracter, les muscles ont besoin d’une quantité importante d’énergie, et leurs réserves en ATP sont limitées : les stocks s’épuisent en seulement 2 ou 3 secondes. Une fois ces stocks épuisés et pour pouvoir poursuivre la contraction du muscle, l’organisme doit synthétiser de nouvelles molécules d’ATP : différents mécanismes vont être sollicités à tour de rôle :

1) Tout d’abord, l’ATP est synthétisé à partir de la créatine phosphate. La créatine phosphate est une molécule stockée dans les muscles qui permet aux muscles de synthétiser de l’ATP. Ce mécanisme permet de prolonger l’effort jusqu’à 15 secondes.

2) Ensuite, lorsque les stocks de créatine phosphate sont également épuisés, le muscle va synthétiser de l’ATP à partir du glycogène. Le glycogène est un glucide complexe stocké dans le foie et dans les muscles qui permet aux cellules de synthétiser de l’ATP. Ce deuxième mécanisme permet de prolonger encore l’effort jusqu’à 90 secondes maximum. Mais, sans oxygène, la synthèse d’ATP à partir du glycogène va entraîner la formation d’acide lactique. Dans le muscle, l’acide lactique est rapidement dissocié en lactate et proton H+. Le lactate est ensuite utilisé par les cellules musculaires pour créer de l’énergie lors d’un effort physique intense. Le lactate est un métabolite intermédiaire indispensable au fonctionnement cellulaire. La transformation du Pyruvate en lactate permet de réduire l’acidité des fibres musculaires via l’utilisation des proton H+. Il est donc indispensable au maintien d’un pH propice au fonctionnement musculaire lors d’un effort physique. Le lactate pourra ensuite être utilisé par les cellules pour libérer de l’énergie sous forme d’ATP ou de glycogène.

Contrairement aux croyances populaires, le lactate n’est pas à l’origine de la fatigue musculaire, c’est l’épuisement des réserves de substrat énergétique (tel que le glycogène) et l’accumulation de métabolites (phosphate inorganique et proton H+) qui en est à l’origine.

3) Pour poursuivre la contraction musculaire au-delà de 90 secondes, l’ATP devra être synthétisé en mode aérobie (c-à-d en présence d’oxygène) : l’effort ainsi obtenu est d’intensité plus faible mais il pourra durer plus longtemps.

Lors d’un effort bref et intense, tel que les exercices de construction et de développement musculaire réalisés en musculation ou en crossfit, le muscle va donc utiliser majoritairement les 2 premiers mécanismes de synthèse d’ATP, une fois ses réserves épuisées.