L'essentiel à connaître
Ton muscle ne se contracte qu'avec l'ATP, une molécule dont il n'a presque pas de réserve : il doit la refabriquer sans arrêt (fiche eduscol de SVT de terminale). Trois filières s'en chargent, toujours ensemble : deux anaérobies (sans dioxygène) et une aérobie. L'intensité et la durée de l'effort décident laquelle domine : l'anaérobie alactique sur un 50 m à fond, l'aérobie sur un footing de 45 minutes.
| Filière | Carburant | Dioxygène | Domine quand |
|---|---|---|---|
| Anaérobie alactique | Phosphocréatine, qui recharge l'ATP très vite | Non | Effort explosif de quelques secondes |
| Anaérobie lactique | Glucose et glycogène (sa réserve dans le muscle) | Non | Effort très intense de quelques dizaines de secondes |
| Aérobie | Glucides et lipides | Oui, dans les mitochondries | Effort modéré, ou effort maximal de plus de 75 secondes environ (Gastin, 2001) |
La glycolyse découpe d'abord le glucose dans le cytoplasme, sans dioxygène. La filière lactique s'arrête là et produit du lactate ; l'aérobie continue dans les mitochondries, qui consomment le dioxygène. Le lactate n'est pas un déchet : il sert de carburant. Au-delà de ton seuil lactique, tu en produis plus que tu n'en élimines, et il s'accumule dans le sang.
Au début d'un effort, les filières anaérobies comblent le retard du cœur et de la respiration. Après l'effort, tu consommes encore plus de dioxygène qu'au repos, d'abord pour refaire ton ATP et ta phosphocréatine. Les courbatures du lendemain, elles, sont attribuées à de petites lésions des fibres, pas au lactate.
Ta $\text{VO}_2\text{max}$ est le débit maximal de dioxygène que ton corps peut consommer, en L/min ou en mL/min/kg (université Rennes 2). Elle dépend du cœur, de l'hémoglobine des globules rouges qui transporte le dioxygène, et des muscles qui l'utilisent. Ta VMA (vitesse maximale aérobie) est la vitesse de course où tu l'atteins ; au-delà, l'anaérobie fournit le supplément et tu ne tiens que quelques minutes.
Formule : débit cardiaque $Q = \text{FC} \times \text{VES}$, avec FC la fréquence cardiaque (battements par minute) et VES le volume d'éjection systolique (sang éjecté à chaque battement). L'entraînement en endurance augmente surtout le VES.
Quiz : teste tes connaissances
Les questions montent en difficulté, et les trois dernières sont les plus piégeuses.
Question 1 : Quelle molécule ton muscle utilise-t-il directement pour se contracter ?
Réponse : C. La contraction consomme de l'ATP, et seulement lui. Le piège, c'est la phosphocréatine : elle recharge très vite l'ATP, mais ne fait pas travailler le muscle elle-même.
Question 2 : Tu cours un 50 m à fond (7 secondes environ). Quelle filière domine ?
Réponse : B. Sur un effort explosif de quelques secondes, la phosphocréatine recharge l'ATP plus vite que toute autre voie. Le piège C : la filière lactique tourne déjà, mais elle ne domine pas encore.
Question 3 : Que mesure ta $\text{VO}_2\text{max}$ ?
Réponse : D. C'est le plus grand volume de dioxygène que ton corps peut consommer par minute. Le piège A : de grands poumons ne suffisent pas, encore faut-il transporter ce dioxygène et l'utiliser.
Question 4 : Pendant un footing tranquille de 45 minutes, que brûle ta filière aérobie ?
Réponse : A. L'aérobie oxyde glucides et lipides ensemble, en proportions variables : l'entraînement en endurance augmente la part des lipides. Le piège B : les lipides ne remplacent pas les glucides, ils brûlent avec eux.
Question 5 : Qu'est-ce que ta VMA ?
Réponse : D. À ta VMA, tu consommes ton maximum de dioxygène, et tu ne la tiens que quelques minutes. Le piège A : en sprint, tu cours bien au-dessus de ta VMA.
Question 6 : Une anémie (manque d'hémoglobine) fait baisser l'endurance. Pourquoi ?
Réponse : B. L'hémoglobine des globules rouges transporte le dioxygène des poumons aux muscles : avec moins d'hémoglobine, la $\text{VO}_2\text{max}$ baisse. Le piège D : l'air entre normalement dans les poumons, c'est le transport du dioxygène qui manque.
Question 7 : À l'effort, ton cœur bat 180 fois par minute et éjecte 100 mL de sang à chaque battement. Quel est ton débit cardiaque ?
Réponse : A. $Q = \text{FC} \times \text{VES} = 180 \times 100 = 18\,000$ mL/min, soit 18 L/min. Le piège est la conversion : $1\text{ L} = 1\,000\text{ mL}$ ; diviser par 100 donne 180 L/min.
Question 8 : Dans la cellule musculaire, où le dioxygène est-il consommé ?
Réponse : C. La glycolyse découpe le glucose dans le cytoplasme, sans dioxygène ; la suite a lieu dans les mitochondries, qui consomment le dioxygène (il finit en eau). Le piège B mélange ces deux étapes.
Question 9 : Que se passe-t-il quand tu dépasses ton seuil lactique ?
Réponse : B. Tu produis du lactate en permanence et tu l'élimines ; au-dessus du seuil, la production dépasse l'élimination. Le piège C : l'aérobie ne s'arrête jamais, elle continue de travailler.
Question 10 : Au début d'un footing, ta consommation de dioxygène tarde à monter. Qu'est-ce qui comble le manque ?
Réponse : D. Pendant que le cœur et la respiration s'ajustent, les filières anaérobies fournissent l'ATP qui manque. Le piège B : les lipides ne brûlent qu'avec du dioxygène.
Question 11 : Juste après un 400 m à fond, tu consommes encore beaucoup de dioxygène. À quoi sert-il surtout ?
Réponse : C. Ce surplus, l'ancienne « dette d'oxygène », sert d'abord à refaire l'ATP et la phosphocréatine. Le piège A : le lactate n'explique qu'une partie de ce surplus.
Question 12 : Après des mois d'endurance, ta $\text{VO}_2\text{max}$ a augmenté. Quelle adaptation l'explique surtout ?
Réponse : A. Le volume d'éjection systolique augmente, donc le débit cardiaque maximal aussi. Le piège B : la fréquence cardiaque maximale varie peu, ce n'est pas elle qui fait la différence.
Question 13 : Tu fais un effort maximal de 3 minutes. Quelle filière fournit le plus d'énergie ?
Réponse : B. Lors d'un effort maximal, l'aérobie égale les deux autres filières réunies vers 75 secondes, puis les dépasse. Le piège A vient de l'ancien schéma des filières en relais : sur 3 minutes, la filière lactique compte, mais ne domine plus.
Question 14 : Ta VMA est de 15 km/h. Quel temps viser sur 400 m à 80 % de ta VMA ?
Réponse : D. Tu cours à $0{,}8 \times 15 = 12$ km/h, soit 200 m par minute : 400 m prennent 2 min. Le piège C ajoute 20 % au temps à pleine VMA (1 min 36 s) ; or une vitesse multipliée par $0{,}8$ donne un temps divisé par $0{,}8$ : $96 \div 0{,}8 = 120$ s.
Question 15 : Deux jours après une course pleine de descentes, tes cuisses te font mal. D'où viennent ces courbatures ?
Réponse : C. On les attribue à de petites lésions des fibres, surtout quand le muscle freine en s'allongeant, comme en descente. Le piège A : le lactate quitte le sang dans l'heure qui suit l'effort, bien avant le pic des courbatures.
Sources
- Fiche eduscol de SVT de terminale, « Produire le mouvement : contraction musculaire et apport d'énergie », septembre 2020 : eduscol.education.fr
- Frédéric Derbré, « Évaluation de la puissance maximale aérobie », cours, université Rennes 2 : digisport.univ-rennes.fr
- P. B. Gastin, « Energy system interaction and relative contribution during maximal exercise », Sports Medicine, 2001, en anglais : pubmed.ncbi.nlm.nih.gov