La Ion Du Glucose Au Niveau Cellulaire

LA CONSOMMATION DU GLUCOSE AU NIVEAU CELLULAIRE

Le glucose est la principale source d’énergie de la majorité des cellules. Cette molécule appartient à la catégorie des glucides qui sont présents à peu près dans tous les aliments sous forme d’amidon, de glycogène, de saccharose, etc. Apporté à l’organisme par l’absorption intestinale qui fait suite à la digestion des aliments, le glucose est ensuite transmis aux cellules par l’intermédiaire du sang. 1) La glycémie est une constante biologique Des analyses montrent que, chez un sportif n’ayant aucun problème lié à la glycémie, la teneur en glucose dans le sang fluctue toujours autour d’une valeur moyenne (entre 0,8 et 1g/l). De nombreux facteurs la font pourtant varier : - l’apport de glucose provenant de la digestion des aliments s’effectue de manière discontinue. - La consommation de glucose est continue mais subit des variations importantes selon que l’organisme est au repos ou réalise une activité musculaire (ainsi, mettrons-nous en évidence l’utilisation cellulaire du glucose dans le sport). L’organisme a donc un mécanisme de compensation qui permet de maintenir la glycémie autour d’une valeur moyenne grâce à une hormone : l’insuline. 2) L’intervention du glucose dans les cellules musculaires La faible quantité de glucose présente dans le sang et dans la lymphe interstitielle contraste avec son utilisation continue comme substance énergétique au cours du fonctionnement cellulaire. Ainsi, l’organisme possède des organes permettant de stocker le glucose sanguin et donc de le renouveler en permanence. Que ce soit chez un sportif ou bien chez une personne ne pratiquant pas de sport intensif, le glucose est stocké dans les cellules musculaires sous forme de glycogène. Lors d’un effort, ce glycogène est transformé en glucose puis utilisé sur place à des fins énergétiques, permettant le fonctionnement des muscles. On peut dire alors, que le glucose intervient dans toutes les activités sportives.

Ainsi, pendant la contraction d’un muscle, les réserves glucidiques sont accessibles et permettent de reformer de l’A.T.P (molécules énergétiques). Ce document représente une cellule musculaire avec les étapes de dégradation du glycogène à partir d’enzymes spécifiques.

Le lien existant entre l’effort musculaire et la glycémie apparaît avec ce graphique montrant l’importance du glucose durant un effort plus ou moins prolongé. (graphique pas encore scanné). 3) L’intervention du glucose dans la respiration cellulaire La respiration est divisée en deux étapes : La première étape se déroule dans le cytoplasme, c’est la glycolyse. Ce mécanisme est anaérobie, il consiste à dégrader partiellement une molécule de glucose en deux molécules d’acide pyruvique avec formation de transporteurs réduits appelé (TH,H+) et 2 molécules d’A.T.P. Ensuite dans une seconde étape, les deux molécules d’acide pyruvique pénètrent dans la mitochondrie pour y être dégradées totalement grâce à l’action d’enzymes appelées déshydrogénase et décarboxylase. Ce processus est aérobie. L’apport

d’oxygène permet de régénérer les transporteurs d’électrons et d’éliminer les ions H+ arrachés aux substrats respiratoires lors des déshydrogénations. La respiration dans la mitochondrie aboutit à la formation de 36 A.T.P. Les mitochondries sont très nombreuses dans les cellules musculaires. Cette photo représente une mitochondrie observée au microscope électronique à transmission.

Globalement, la respiration cellulaire permet la formation de 38 molécules d’A.T.P et de chaleur à partir d’une molécule de glucose complètement dégradée. On en déduit alors que la respiration cellulaire à partir du glucose permet la production de beaucoup de molécules énergétiques aboutissant ainsi à la contraction des muscles pour faire des efforts sportifs plus ou moins intensifs. 4) L’intervention du glucose dans la fermentation lactique L’apport d’oxygène en particulier chez des personnes mal adaptées à un effort sportif peut-être insuffisant. L’acide pyruvique formé ne pénètre plus dans les mitochondries mais est converti dans le cytoplasme en acide lactique. Cette acidification du muscle provoque la diminution de l’efficacité de la contraction. L’accumulation d’acide lactique est néfaste pour l’activité musculaire, notamment par la baisse du pH qu’elle entraîne et qui modifie l’activité des enzymes. Lorsque l’acide lactique s’accumule dans le muscle, le muscle devient rigide. Cette accumulation est à l’origine de la fatigue.

Pour se débarrasser de cet acide lactique, l’organisme fait appel au foie qui le transforme en glucose par les voies de néoglucogénèse (formation de glucose à partir de précurseurs de nature non- glucidiques). Ce glucose est ensuite évacué dans le sang, il participe au maintien de la glycémie. Enfin le glucose retourne dans le muscle où il contribue à fournir de l’énergie (A.T.P). On peut en conclure que lorsque la contraction est terminée, le muscle reconstitue ses réserves de glycogène grâce à l’apport de glucose sanguin et par néoglucogénèse à partir d’acide lactique. Ce schéma représente le bilan du rôle du glucose dans la fermentation lactique ainsi que dans la respiration cellulaire.

Le glucose est donc une molécule fondamentale pour tout individu et notamment un sportif. C’est pourquoi, les sportifs consomment avant ou pendant un effort, beaucoup de glucose sous différentes formes que ce soit : - des sucres lents pour un effort prolongé - des sucres rapides pour un effort rapide, immédiat. Ces sucres sont assimilés sous forme d’aliments ou de boissons sucrés : barres énergétiques, abricots secs, pâtes, etc.

Toutes ces analyses sur le fonctionnement cellulaire du glucose dans le sport n’ont pu être réalisé qu’à partir d’expériences sur des sportifs. Cette photo montre de quelles manières on a pu obtenir de tels résultats pour pouvoir adapter un régime alimentaire spécifique aux sportifs avant ou durant un effort plus ou moins prolongé et, ainsi permettre aux athlètes de réaliser de meilleures performances