Comment un muscle squelettique peut-il produire de l’ATP supplémentaire lorsqu’il n’y a pas assez d’oxygène ?

Le muscle squelettique peut produire de l’ATP supplémentaire lorsqu’il n’y a pas assez d’oxygène par plusieurs mécanismes :

Glycolyse anaérobie : Lorsque l’apport d’oxygène est limité, les muscles peuvent décomposer le glucose sans utiliser d’oxygène dans le cadre d’un processus appelé glycolyse anaérobie. Ce processus se produit dans le cytoplasme des cellules musculaires et aboutit à la production d’ATP, ainsi que de sous-produits pyruvate et lactate.

Dégradation de la créatine phosphate : La créatine phosphate (CP) est un composé à haute énergie stocké dans les muscles squelettiques. Lorsqu’il existe une demande immédiate d’énergie et que l’oxygène est limité, le CP peut être décomposé pour produire de l’ATP. L'enzyme créatine kinase facilite cette réaction, transférant un groupe phosphate du CP à l'ADP, générant de l'ATP.

Phosphorylation au niveau du substrat : En plus de la glycolyse anaérobie, les cellules musculaires peuvent également utiliser la phosphorylation au niveau du substrat pour générer de l'ATP sans oxygène. Ce processus implique le transfert direct d'un groupe phosphate d'une molécule de substrat vers l'ADP, entraînant la formation d'ATP. Un exemple de phosphorylation au niveau du substrat dans le muscle squelettique est la conversion du glucose-6-phosphate en fructose-6-phosphate.

Métabolisme des acides gras : Bien qu’ils ne soient pas la principale source d’énergie lors d’exercices de haute intensité, les muscles squelettiques peuvent également utiliser les acides gras comme source d’énergie lorsque l’oxygène est limité. Le métabolisme des acides gras se produit dans les mitochondries et implique la dégradation des acides gras en acétyl-CoA, qui entre dans le cycle de l'acide citrique (cycle de Krebs). Bien que le cycle de l’acide citrique nécessite de l’oxygène, une certaine quantité d’ATP peut être produite par phosphorylation au niveau du substrat au cours du métabolisme des acides gras.

Dégradation du glycogène musculaire : Le glycogène musculaire, une forme stockée de glucose, peut être décomposé pour libérer du glucose-1-phosphate grâce à un processus appelé glycogénolyse. Ce glucose-1-phosphate peut ensuite entrer dans la glycolyse anaérobie ou être converti en glucose-6-phosphate pour subir une phosphorylation au niveau du substrat, générant de l'ATP.

Ces mécanismes permettent aux muscles squelettiques de continuer à générer de l'ATP même lorsque la disponibilité en oxygène est limitée, assurant ainsi le maintien de la fonction musculaire et la production d'énergie nécessaire aux activités intenses de courte durée ou pendant la transition vers le métabolisme aérobie. Cependant, il est important de noter que ces processus anaérobies produisent du lactate, qui peut contribuer à la fatigue musculaire et doit être éliminé par une récupération ultérieure et un apport d'oxygène.