Types de fibres musculaires et voies de stockage de l'énergie pour l'exercice physique

Il existe plusieurs types de fibres musculaires. Les fibres musculaires de type I, ou à contraction lente, ont une vitesse de contraction relativement lente. Elles utilisent principalement des voies métaboliques aérobies et contiennent de nombreuses mitochondries riches en enzymes nécessaires aux voies de production d'énergie aérobie (enzymes nécessaires au cycle de Krebs et à la chaîne de transport d'électrons). Leur densité capillaire est plus élevée, ce qui leur permet de s'approvisionner en oxygène et en substrats énergétiques, et d'éliminer les déchets tels que l'acide lactique.

Les athlètes possédant davantage de fibres musculaires de type I ont un seuil de lactate sanguin plus élevé car ils peuvent libérer du pyruvate dans le cycle de Krebs plus rapidement et ont moins de pyruvate converti en acide lactique, ce qui leur permet de performer plus longtemps et d'avoir plus de temps pour se fatiguer.

Les fibres musculaires de type II, ou à contraction rapide, ont une vitesse de contraction relativement élevée et la capacité de produire rapidement de l'énergie en anaérobie. Elles sont divisées en deux catégories, dont deux sont bien définies. Les fibres musculaires de type II ont une vitesse de contraction élevée et des systèmes de production d'énergie aérobie et anaérobie assez développés. Les fibres musculaires de type II sont les plus rapides et les plus glycolytiques. La plupart des activités nécessitent une combinaison de fibres musculaires à contraction rapide et lente, capables de contractions musculaires relativement lentes avec de courtes périodes occasionnelles de contractions musculaires rapides.

Les charges nécessitant l'implication d'un plus grand nombre de fibres de type II, comme le sprint ou la marche intense, dépendent fortement des réserves de glucides accumulées. Ces charges sont associées à un épuisement plus rapide des réserves de glycogène. Le ratio fibres musculaires lentes/fibres rapides dépend principalement de la prédisposition génétique. Chez l'homme, en moyenne, 45 à 55 % des fibres musculaires sont lentes. Cependant, les séances d'entraînement peuvent influencer la répartition des types de fibres musculaires. Chez les athlètes pratiquant des sports nécessitant principalement un apport énergétique aérobie (course de fond), les fibres lentes représentent 90 à 95 % des muscles sollicités.

L'énergie des liaisons chimiques des aliments est stockée sous forme de lipides et de glucides et, dans une moindre mesure, de protéines. Cette énergie est transférée à l'ATP, qui la transmet directement à la structure cellulaire ou au composé qui en a besoin.

Trois systèmes différents peuvent être utilisés pour le transfert d'énergie ATP: le phosphagène, le système anaérobie-glycolytique et l'aérobie. Le système phosphagène transfère l'énergie plus rapidement, mais sa capacité est très limitée. Le système anaérobie-glycolytique peut également transférer l'énergie relativement rapidement, mais les produits de cette voie réduisent le pH de la cellule et limitent sa croissance. Le système aérobie transfère l'énergie plus lentement, mais présente la plus grande productivité, car il peut utiliser les glucides ou les lipides comme substrats énergétiques. Tous ces systèmes peuvent être utilisés simultanément dans différentes cellules de l'organisme, et l'environnement cellulaire et les besoins énergétiques déterminent le système de transfert d'énergie privilégié.

• Disponibilité de l'oxygène et des substrats énergétiques
• deux facteurs importants dans l’environnement cellulaire.

Le type de fibre musculaire et ses caractéristiques intrinsèques sont des facteurs clés pour déterminer le système de transfert d'énergie des cellules musculaires. L'alimentation et l'entraînement physique peuvent modifier l'environnement cellulaire et avoir un impact profond sur les performances du système de transfert d'énergie ainsi que sur les réserves de substrat énergétique.