La filière anaérobie alactique

La première filière est appelée « filière anaérobie alactique » car elle ne nécessite pas d’oxygène et n’entraîne pas la production d’acide lactique.

Quand survient un effort soudain et intense (un sprint par exemple), les cellules musculaires n’ont pas le temps de produire de l’ATP. Elles doivent donc puiser dans leur stock disponible.

L’ATP stockée se dégrade, produit de l’énergie et laisse une molécule d’ADP avec deux phosphates comme nous l’avons vu plus haut.

Comme le corps est une fabuleuse machine, l’ADP peut s’associer à une autre molécule présente dans la cellule pour re-synthétiser de l’ATP. Cette molécule, c’est la phosphocréatine (ou créatine-phosphate). Ainsi, de l’ADP et de la phosphocréatine produisent de l’ATP et de la créatine.

Les stocks de phosphocréatine sont très limités et ne permettent de fournir de l’énergie que pour un effort de 15-20 secondes. Certains sportifs ont donc parfois la tentation d’augmenter artificiellement leur stock de phosphocréatine. En effet, après l’effort, les stocks de phosphocréatine sont en principe reconstitués par une réaction inverse, c’est à dire en utilisant la créatine formée lors de l’effort. Prendre de la créatine permet alors d’augmenter son stock de phosphocréatine et donc de pouvoir synthétiser beaucoup plus d’ATP. Mais cette pratique est interdite dans la plupart des disciplines.

Par conséquent, les cellules ont la nécessité de produire de l’ATP par le biais d’autres filières.

La filière anaérobie lactique

La filière anaérobie acide ou lactique est une suite de réactions assurant la transformation du glucose sans oxygène, au cours d’un processus appelé glycolyse.

Cette filière présente un avantage non négligeable : elle se met en action très rapidement et prend le relais de la filière anaérobie alactique.

A partir de glucose, d’ADP et de phosphate, la glycolyse produit de l’ATP bien sûr mais également du pyruvate, des protons H+ et de l’eau.

En présence d’oxygène, le pyruvate que produit cette réaction est transformé en Acétyl CoA qui entre dans les mitochondries (centrale énergétique de la cellule) et emprunte la filière aérobie par laquelle il est dégradé (voir plus bas). Les deux filières sont donc imbriquées.

Cependant, lors d’un effort intense, la filière aérobie ne peut pas gérer tout le pyruvate qui arrive en masse et qui finalement s’accumule dans la cellule.


Or, quand il s'accumule, le pyruvate capte des protons H+ présents dans la cellule. Ce faisant, il devient de l'acide lactique. Cet acide a tendance à se dissocier en lactate et proton H+. En d'autres termes, il redonne son proton. 
Voilà sa seule responsabilité. Il prend et redonne l'acidité.

Le lactate est évacué de la cellule vers le sang. Il est transporté pour ensuite être recyclé, notamment pour former du glucose après l’effort au niveau du foie (néoglucogenèse) ou pour servir de carburant dans les organes capables de l’oxyder (principalement le cœur et les muscles). En fait, seule une faible partie du lactate est éliminée par le rein et la sueur.

Hormis le pyruvate, nous avons que la glycolyse extrait également des protons H+ du glucose. Quand la demande énergétique est limitée, la totalité de ces protons est prise en charge par des transporteurs qui les conduisent au niveau de la chaîne respiratoire (voir plus bas).

En revanche, lorsque les besoins en énergie sont élevés, la glycolyse accélère son rythme ; les transporteurs tentent d'en faire autant mais sans parvenir à la même efficacité. Ils n'ont plus le temps de faire les allers et retours entre la glycolyse et la chaîne respiratoire. Les protons qu'ils devraient prendre en charge s'accumulent dans la cellule. Et qu'y font-ils ? Ils entraînent l'acidité du milieu. Les responsables de l'acidité de la cellule sont les protons H+ et non l’acide lactique comme couramment admis.

La filière anaérobie acide ne peut utiliser que le glucose pour fournir de l'énergie. Le rendement de la glycolyse anaérobie est donc très faible, puisque la dégradation d’une molécule de glucose ne fournit que 2 molécules d’ATP. Par comparaison, la filière aérobie fournit 38 ATP. 


La filière aérobie

Plus de 95% de l'énergie contenue dans les aliments est transformée par la filière aérobie. Cette filière permet la synthèse d’ATP grâce à la dégradation du glucose, des acides gras et dans une bien moindre mesure des protéines.

Cette production d’ATP se réalise dans les centrales énergétiques des cellules : les mitochondries. Trois processus sont impliqués : la glycolyse, le cycle de Krebs et la chaîne respiratoire.

- La glycolyse

La filière aérobie se place dans la continuité des transformations énergétiques ayant débuté en anaérobie dont fait partie la glycolyse (voir plus haut).

En présence d’oxygène, l’acide pyruvique est transformé en Acétyl CoA, seule molécule acceptée dans la mitochondrie.

- Le cycle de Krebs

Une fois formé, l’Acetyl CoA pénètre dans la mitochondrie et subit une suite de réactions au cours desquelles il va être dégradé en dioxyde de carbone (CO2) et en atomes d'hydrogène (H+) et permettre la production d’1 ATP. Cette opération se réalise au cours du cycle de Krebs

- La chaîne respiratoire

L'énergie des aliments est transformée en ATP mais elle est aussi récupérée sous une forme encore inutilisable : l'électron de l'atome d'hydrogène. 


Après avoir été enlevés au substrat par les réactions anaérobies et aérobies, l'hydrogène et son électron sont placés sur des transporteurs qui les emmènent au niveau de la chaîne respiratoire.

La chaîne respiratoire permet aux protons H+ de libérer leur énergie et de s’associer à l’oxygène pour former de l’eau. Cette énergie va permettre la synthèse d’ATP.

La partie aérobie de la dégradation du glucose permet de libérer 36 molécules d’ATP soit 38 au total pour une molécule de glucose. Rappelons que la filière anaérobie permet de synthétiser 2 ATP.

La production d’ATP s’accompagne de CO₂ et d’eau qui sont éliminés par la respiration et la sueur. Elle n’engendre pas d’acidité.