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L'ATP : votre monnaie d'échange

Sans aucun doute possible, la molécule complexe la plus essentielle à la libération d'énergie est l'ATP (L'adénosine Tri-phosphate: Il s'agit d'un nucleotide associé à 3 phosphates, élaboré dans les mitochondries). L'ATP nous permet de stocker des phosphates et de les libérer pour produire de l'énergie au coeur des cellules.

L'ATP garantit l'approvisionnement énergétique des cellules

Sans ambiguité possible, la molécule la plus importante quant à la production d'énergie est l'ATP (Adénosine Triphosphate: un nucleotide lié à trois phosphates, fabriqué dans les mitochondries).

En fait, chaque cellule de votre corps stocke et utilise de l'énergie, biochimiquement parlant, par l'ATP et pour parler simplement, disons que l'ATP pourrait être considéré comme la valeur universelle de l'énergie biologique. Tout ce qui vie à besoin d'un apport continuel d'énergie pour faciliter la synthèse des proteines et de l'ADN, pour le métabolisme, le transport de différentes molecules et pour mettre en marche le processus. La contraction musculaire à travers l'entrainement aux charges demande tout aussi clairement un apport immediat d'énergie mobilisable. Au repos, l'énergie utilisée pour tout le processus métabolique est l'ATP.

La production et l'utilisation d'énergié dépend de processus complexes qui a pour base le glucose

Avant que l'ATP ne soit produit pour fournir de l'énergie, nos cellules réclament de lourdes réserves d'énergie. En tant qu'être humain, nous obtenons cette matière brute sous la forme de calories et de glucose à travers l'oxidation de la nourriture que nous consommons. Quoi qu'il en soit, pour fournir de l'énergie, ces aliments doivent d'abord être converti sous la forme d'une molecule utilisable: l' ATP. Cet ATP ne peut être produit qu'à partir du glucose, la base énergétique universelle du vivant.

Avant que l'ATP ne soit utilisé, cette molecule doit passer par un certain nombre d'étapes:

Premièrement, la terminaison des trois phosphates (chacun contenant 10 calories) est enlevée quand un co-enzyme signale l'opération à effectuer.

Cela relache une grande quantité d'énergie sous la forme d'un produit de réaction appelé adénosine diphosphate (ADP). Si un besoin plus grand d'énergie est demandé, le second groupe phosphate est retiré formant l'adénosine monophosphate (AMP).

L'ATP, votre source d'énergie cellulaire

La source première de source d'alimentation pour la production d'ATP est le glucose qui est initialement décomposé en pyruvate dans le cytosol(micro-organes) de la cellule. Deux molecules d'ATP sont générées pour chaque molécule de glucose. Les pyruvates deviennent alors Acétyl Coenzyme A par le biais de cofacteurs NADH puis ils passent par le cycle de Krebs, puis par le cycle respiratoire pour aboutir à l'ATP. Avec l'addition d'une molecule d'eau (hydrolise), l'ATP est rendu utilisable par la cellule pour produire de l'énergie.

Lorsqu'une production rapide d'énergie n'est pas demandée, une réaction inverse a lieu et le groupe phosphate est ré-attaché à la molécule avec l'aide de l' ADP. Grâce au cycle des phosphagènes et du glycogène, l'ADP est reformé. Ce processus implique qu'une unité phosphate soit transferée vers les autres molecules dans le muscle tel que le glucose et la créatine. Lorsque cette operation est demandée, le glucose est retiré du stock de glycogène et decomposé.

L'énergie provient alors du glucose fragmenté qui aide à convertir ce dernier vers sa forme originale depuis laquelle des unités de phosphate libres peuvent être attachés au nouvelles unités d'ATP et rendues prêtes pour leur nouvelle mission.

Par essence, la molecule d'ATP agit comme une batterie molécullaire en stockant de l'énergie lorsque cela n'est pas nécessaire et en en fournissant lorsqu'il y a un besoin. L'ATP peut être considéré comme une batterie totalement chargée.

Structure de l'ATP

Une Molécule d'ATP comprend trois composants:

Le Ribose (le même sucre à 5 carbones formant la base de l'ADN)

L'Adénine (une base: liée en cercle de carbone avec des atomes d'azote.)

Trois phosphates

 La molécule de ribose est située au centre de la molécule d'ATP dont un côté est pourvu d'une base adénine.

 La série des trois phosphates se trouve alors de l'autre côté de la molécule. L'ATP sature les longues fibres fines incluant une proteine appelé myosine et qui forme la base de nos cellules musculaires.

Stockage de l'ATP

A peu près 200-300 moles d'ATP sont utilisées chaque jour par un adulte moyen. (Une mole est un terme chimique qui fait référence à une substance dans un système qui contient autant d'éléments qu'il y a d'atomes dans exactement 0.012 kilogramme de carbone 12). La quantité totale d'ATP dans le corps en une seule fois est de 0.1 mole.

Cela veux dire que l' ATP doit être recyclé 2000-3000 fois pendant la journée. L'ATP ne peut pas être stocké, sa synthèse doit donc suivre de très près sa consommation.

Le Système ATP

Donner de l' ATP est très important, aussi longtemps que la production d'énergie est concernée et parce que l' ATP est utilisé dans un grand nombre de besoin énergétique, le corps possède différents moyens d'en produire.

Trois systèmes biochimiques différents produisent de l'ATP. Dans l'ordre, il s'agit :

Du système phosphagène

Du système de l'acide glycogène lactique

De la respiration aérobique

Le systèmedu phospagène

Lorsque les muscles doivent faire face à une période d'activité intense et brève, (approximativement 8-10 secondes), le système phosphagène où l'ATP est combiné avec le phosphate de créatine et entre en marche. Le système phosphagène engage de faibles quantités d'ATP qui circulent dans nos cellules musculaires à tout moment.

La cellule musculaire contient aussi des ions phosphate à haute énergie appelés créatine phosphate et utilisés pour regonfler les stocks d'ATP dans une période de temps très courte et de haute intensité. Une enzyme appelée créatine kinase mobilise un groupe phosphate depuis le phosphate de créatine de manière à transférer rapidement de l'ADP pour former de l'ATP. La cellule musculaire permute alors l'ATP en ADP et le groupe phosphagène rééquilibre rapidement l'ADP en ATP.

Les niveaux de phosphate de créatine commencent à diminuer après une période de 10 secondes et l'énergie décroît. Un bon exemple d'utilisation du groupe phospagène serait donné par un sprint de 100 mètres.

Le système de l'acide glycogène lactique

Le système d'acide glycogène lactique procure de l'énergie moins rapidement qu'avec le système phosphagène bien qu'il agisse encore rapidement et qu'il produise assez d'ATP pour environ 90 secondes d'activité à haute intensité. Le glucose est formé par l'acide glycogène lactique dans la cellule musculaire pour les besoins du métabolisme anaérobique.

Malgré le fait que le corps n'utilise pas d'oxygène dans des conditions anaérobiques, ce système énergétique procure de l'énergie à court terme sans engager le système cardio-vasculaire dans les mêmes proportions que ne le ferait le système aérobique. Ca permet simplement de gagner du temps. Bien plus, dans des conditions anaérobiques, quand le muscle travaille rapidement, les fibres se contractent avec force, ce qui a tendance à couper l'apport d'oxygène vers les vaisseaux sanguins.

Ce système pourrait aussi être appelé respiration anaérobique et un bon exemple de ce type d'activité réalisé dans ces conditions pourrait être un sprint de 400 mètres. L'épuisement musculaire empêche l'athlète de poursuivre à cause de la concentration élevée d'acide lactique dans les muscles.

La respiration aérobique

Cela concerne un type d'exercice qui s'exerce sur une période de plus de 2 minutes, le système aérobique prédomine et les muscles seront alimentés en ATP avec les hydrates de carbones puis les graisses et finalement les acides aminés (protéine). Les proteines peuvent être utilisés comme énergie sous certaines conditions de restrictions caloriques (le régime par exemple).

L'ATP est produit bien plus lentement avec la respiration aérobique mais suffisament d'énergie peut être produit pour subvenir aux besoins d'un athlète pour plusieurs heures. C'est ainsi que dans ces conditions, le glucose est fractionné en dioxyde de carbone et en eau plutôt qu'en excès d'acide lactique dans le système d'acide glycogène lactique. Le glycogène (la forme utilisable du glucose) est obtenu par la respiration aérobique depuis un certain nombre de sources :

  • Absorption du glucose depuis les aliments dans les intestins qui se dirige vers le muscle en travail depuis le flux sanguin.
  • Le stock de glycogène restant dans les muscles.
  • Métabolisation du glycogène du foie en glucose qui est ensuite envoyé vers les muscles depuis le flux sanguin.

Conclusion

Si l'un d'entre vous s'est un jour demandé comment nous étions capable de fournir une telle quantité d'énergie pour réaliser un tel nombre d'activités, la réponse échoit en large part à l'ATP. Cette molécule complexe assiste la conversion d'une large variété de composants nutritionnels directement utilisables comme énergie pour nous aider à réaliser nos activités. Sans ATP, le corps cesserait tout simplement de fonctionner. Ainsi, nous possédons un mécanisme complet et pourtant simple de production d'énergie dont le rôle est en majeure partie assuré par l'ATP.

 

N.B : Les conseils ou indications indiqués par cet article ne sont donnés qu'à valeur indicative et pour information. Bien que basés sur des recherches scientifiques sérieuses, ces explications ne vous dispensent pas d'une consultation en cabinet médical et de l'avis de votre médecin.

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