Pourquoi la phosphocréatine est-elle essentielle aux efforts explosifs ?

Qu’est-ce que la phosphocréatine ?

Pour courir, sauter, accélérer, changer de direction ou frapper dans un ballon, les fibres musculaires doivent produire de la force.

Cette production de force nécessite de l’énergie.

Mais le muscle n’utilise pas directement les glucides, les lipides ou la créatine pour se contracter.

La molécule directement utilisée par de nombreux processus cellulaires est l’adénosine triphosphate, plus connue sous son abréviation :

ATP.

Lorsque l’ATP est hydrolysé, il peut libérer l’énergie nécessaire au fonctionnement de différentes protéines impliquées dans la contraction musculaire, le transport des ions ou encore le contrôle du calcium.

Le problème est que les réserves d’ATP présentes dans le muscle sont relativement faibles.

Pour maintenir son fonctionnement lorsque la demande énergétique augmente, le muscle doit donc resynthétiser continuellement l’ATP qu’il utilise.

C’est précisément là que la phosphocréatine joue un rôle majeur.

Une réserve de phosphate immédiatement disponible

La phosphocréatine, généralement abrégée PCr, est une molécule présente dans les fibres musculaires.

Elle est constituée d’une molécule de créatine à laquelle est associé un groupement phosphate possédant un fort potentiel de transfert.

DÉFINITION — Phosphocréatine

La phosphocréatine, ou PCr, est une molécule présente dans le muscle capable de transférer rapidement un groupement phosphate à l’ADP afin de permettre la resynthèse de l’ATP.

Elle constitue ainsi un important système de tampon énergétique lorsque la demande en ATP augmente brutalement.

Lorsqu’une molécule d’ATP est hydrolysée, elle forme notamment de l’ADP.

La phosphocréatine peut alors lui transférer rapidement son groupement phosphate :

PCr + ADP + H⁺ ⇌ créatine + ATP

Cette réaction est catalysée par une enzyme :

la créatine kinase, ou CK.

La réaction est réversible.

Pendant un effort très intense, elle contribue principalement à reformer rapidement de l’ATP.

Pendant la récupération, elle peut fonctionner dans l’autre direction afin de reformer progressivement la phosphocréatine utilisée pendant l’exercice.

Créatine et phosphocréatine ne sont pas exactement la même chose

Les deux termes sont parfois employés comme s’ils étaient interchangeables.

Ils désignent pourtant deux formes différentes.

La créatine correspond à la molécule non phosphorylée.

La phosphocréatine correspond à la créatine à laquelle un groupement phosphate a été transféré.

On peut donc représenter très simplement le système :

créatine

↕

phosphocréatine

La créatine constitue ainsi l’un des composants du système, tandis que la PCr représente la forme phosphorylée pouvant contribuer rapidement au renouvellement de l’ATP.

La phosphocréatine agit comme un tampon énergétique

Lorsque l’exercice commence brutalement, la consommation d’ATP peut augmenter extrêmement rapidement.

Le muscle doit alors éviter que sa concentration en ATP ne diminue dans les mêmes proportions.

La phosphocréatine joue précisément ce rôle de tampon temporel.

Lorsque davantage d’ATP est hydrolysé :

davantage d’ADP apparaît localement

↓

la réaction catalysée par la créatine kinase est déplacée vers la resynthèse d’ATP

↓

la phosphocréatine diminue

↓

l’ATP est relativement mieux préservé.

Les données expérimentales chez l’être humain illustrent clairement ce phénomène.

Après seulement six secondes de sprint maximal, Gaitanos et ses collaborateurs observaient une diminution d’environ 57 % de la phosphocréatine musculaire [1].

Après neuf secondes d’exercice maximal, Walter et ses collaborateurs mesuraient une diminution d’environ 61 % [2].

Pourtant, lors d’efforts plus prolongés, les concentrations d’ATP diminuent généralement beaucoup moins fortement que celles de phosphocréatine [2,3].

La PCr est donc fortement mobilisée pour contribuer à maintenir la disponibilité de l’ATP.

POUR COMPRENDRE — Une recharge très rapide

On peut comparer l’ATP à une petite réserve directement utilisable par les mécanismes cellulaires.

La phosphocréatine ne remplace pas cette réserve.

Elle permet plutôt de la recharger très rapidement lorsque la consommation augmente brutalement.

Cette analogie simplifie la réalité biochimique, mais elle permet de retenir une idée essentielle :

la phosphocréatine sert principalement à maintenir rapidement la disponibilité de l’ATP.

Son principal avantage est sa vitesse

Le principal intérêt physiologique de la phosphocréatine n’est pas de représenter une immense quantité d’énergie.

Ses réserves sont au contraire relativement limitées.

Son avantage réside surtout dans sa capacité à contribuer à la resynthèse de l’ATP à un débit extrêmement élevé.

Cette caractéristique est particulièrement importante lors :

• d’un démarrage ;
• d’une accélération maximale ;
• d’un saut ;
• d’un duel explosif ;
• d’un changement brutal de direction ;
• ou d’un sprint.

Dans toutes ces situations, le problème auquel le muscle doit répondre n’est pas seulement :

« disposer d’énergie ».

Il doit surtout :

« disposer d’ATP suffisamment rapidement ».

Toutes les fibres ne possèdent pas exactement les mêmes caractéristiques

La phosphocréatine n’est pas nécessairement répartie ou utilisée de manière identique dans toutes les fibres musculaires.

Greenhaff et ses collaborateurs ont étudié six hommes réalisant trente secondes de sprint maximal sur tapis roulant [4].

Avant l’exercice, les fibres de type II présentaient une concentration moyenne de phosphocréatine supérieure à celle des fibres de type I.

Pendant le sprint, la dégradation de PCr était également plus importante dans les fibres de type II [4].

Cela est cohérent avec leur forte sollicitation lors des efforts nécessitant des niveaux élevés de force et de puissance.

Il ne faut cependant pas transformer cette observation en opposition rigide :

fibres rapides = phosphocréatine

et :

fibres lentes = métabolisme oxydatif.

Toutes les fibres disposent de plusieurs mécanismes permettant de resynthétiser l’ATP.

Ce sont leurs propriétés et leurs contributions relatives qui diffèrent.

La phosphocréatine ne constitue pas une « filière » fonctionnant seule

Le terme système phosphagène est souvent utilisé pour désigner les réactions permettant de renouveler très rapidement l’ATP grâce aux composés phosphatés présents dans le muscle, principalement la phosphocréatine.

Ce terme est utile.

Mais il ne signifie pas que le muscle dispose d’un système isolé qui fonctionnerait indépendamment des autres voies métaboliques.

Pendant un effort explosif :

la phosphocréatine est mobilisée

mais simultanément :

la glycolyse participe à la resynthèse de l’ATP

et :

le métabolisme oxydatif commence lui aussi à augmenter son activité.

Les contributions relatives changent avec le temps.

La phosphocréatine doit donc être comprise comme l’un des principaux mécanismes d’un réseau énergétique intégré.

Ses réserves sont limitées

Cette très grande vitesse de renouvellement de l’ATP possède une contrepartie.

La quantité de phosphocréatine disponible dans le muscle est limitée.

Lors d’un exercice maximal, une part importante de cette réserve peut être utilisée en seulement quelques secondes [1,2].

La PCr ne peut donc pas maintenir indéfiniment le débit énergétique initial d’un sprint.

SUR LE TERRAIN

Lorsqu’un joueur déclenche une accélération maximale, sa phosphocréatine contribue immédiatement à maintenir le renouvellement rapide de l’ATP.

Mais cette réserve commence simultanément à diminuer.

La qualité d’un nouvel effort explosif dépendra donc en partie de ce qu’il reste de cette réserve et de ce qui aura pu être reconstitué depuis l’action précédente.

Pour comprendre pourquoi ce mécanisme est aussi important, il faut maintenant revenir à la molécule qu’il cherche précisément à préserver :

l’ATP.

Pourquoi les réserves d’ATP ne suffisent-elles pas ?

L’ATP constitue la molécule directement utilisée par de nombreux mécanismes nécessaires au fonctionnement du muscle.

On pourrait donc imaginer que l’organisme en stocke d’immenses quantités dans les fibres musculaires afin de disposer d’une importante réserve énergétique.

Ce n’est pas le cas.

Le muscle possède bien de l’ATP immédiatement disponible.

Mais la quantité stockée est faible par rapport à la quantité qui peut être renouvelée et utilisée pendant un exercice.

Il faut distinguer stock et débit de renouvellement

La quantité d’ATP présente à un instant donné ne doit pas être confondue avec la quantité totale d’ATP qui peut être utilisée au cours d’un effort.

Une même molécule d’ADP peut être :

rephosphorylée en ATP

puis :

hydrolysée à nouveau

de nombreuses fois pendant l’exercice.

Le muscle fonctionne donc grâce à un cycle permanent :

ATP

↓

hydrolyse

↓

ADP

↓

resynthèse

↓

ATP

Ce renouvellement peut atteindre des débits extrêmement élevés.

Les besoins peuvent dépasser très largement le stock disponible

Katz, Sahlin et Henriksson ont étudié chez l’être humain une contraction isométrique maintenue à environ deux tiers de la force volontaire maximale jusqu’à épuisement [5].

L’exercice durait en moyenne environ :

53 secondes.

Pendant cette période, le renouvellement total estimé de l’ATP atteignait :

190 ± 7 mmol·kg⁻¹ de muscle sec

avec un débit moyen d’environ :

3,7 ± 0,2 mmol·kg⁻¹·s⁻¹ [5].

À la fatigue, la phosphocréatine était déplétée de :

86 à 99 % selon les participants [5].

Ces valeurs illustrent une idée essentielle :

la quantité d’ATP utilisée pendant un exercice peut être très supérieure à la quantité d’ATP présente simultanément dans le muscle.

Le muscle ne fonctionne donc pas grâce à un grand réservoir.

Il fonctionne grâce à sa capacité à renouveler continuellement l’ATP.

POUR COMPRENDRE — Le débit compte davantage que le stock

Imaginez une petite réserve d’eau continuellement remplie pendant qu’elle est utilisée.

La quantité présente à un instant donné peut rester relativement stable alors que des volumes beaucoup plus importants traversent le système au fil du temps.

Pour l’ATP musculaire, le problème essentiel est comparable :

maintenir suffisamment de molécules disponibles malgré une utilisation extrêmement rapide.

L’ATP ne doit pas chuter brutalement

L’ATP est indispensable à de nombreuses fonctions cellulaires.

Une diminution majeure de sa disponibilité compromettrait notamment :

• le fonctionnement des protéines contractiles ;
• les mécanismes contrôlant le calcium ;
• différentes pompes ioniques ;
• et plus généralement l’homéostasie de la cellule.

L’organisme dispose donc de plusieurs mécanismes capables de contribuer simultanément à son renouvellement.

La phosphocréatine est particulièrement importante lorsque la consommation augmente brutalement.

La phosphocréatine est utilisée davantage que l’ATP

Bogdanis et ses collaborateurs ont étudié des hommes réalisant trente secondes de sprint maximal sur ergocycle [3].

À la fin de l’effort :

la phosphocréatine ne représentait plus qu’environ 19,7 % de sa valeur de repos

alors que :

l’ATP représentait encore environ 70,5 % de sa valeur initiale [3].

La différence est considérable.

Elle montre que le muscle accepte une très forte diminution de PCr afin de mieux préserver l’ATP.

Il serait donc incorrect de considérer la PCr comme une énergie utilisée après l’épuisement de l’ATP.

Elle intervient précisément avant que celui-ci ne puisse s’effondrer.

IDÉE REÇUE

« Le muscle utilise d’abord ses réserves d’ATP, puis commence à utiliser la phosphocréatine. »

Cette représentation est trompeuse.

Dès que l’utilisation d’ATP augmente, sa resynthèse doit augmenter elle aussi.

La phosphocréatine participe immédiatement à ce renouvellement.

La concentration d’ATP et son flux sont deux informations différentes

Une concentration d’ATP relativement stable ne signifie donc pas que le métabolisme est peu actif.

Au contraire.

Une concentration stable peut résulter d’un équilibre extrêmement dynamique entre :

une hydrolyse très rapide

et :

une resynthèse tout aussi rapide.

Il faut donc distinguer :

le stock d’ATP mesuré

et :

le flux d’ATP traversant le système.

Cette distinction sera particulièrement importante lorsque nous étudierons la créatine kinase.

Un sprint exige surtout une très grande vitesse de renouvellement

Lorsqu’un joueur accélère brutalement, la consommation d’ATP augmente en une fraction de seconde.

Les mitochondries et la glycolyse contribuent elles aussi au renouvellement de l’ATP.

Mais la phosphocréatine possède une caractéristique particulièrement adaptée à cette transition :

elle peut augmenter très rapidement sa contribution.

SUR LE TERRAIN

Le problème énergétique d’un sprint n’est pas simplement :

« combien d’énergie le joueur possède-t-il ? »

Il est surtout :

« à quelle vitesse ses muscles peuvent-ils renouveler l’ATP nécessaire pour produire cette action ? »

La phosphocréatine est particulièrement importante parce qu’elle répond précisément à cette question de débit.

La quantité d’ATP immédiatement disponible étant limitée, le véritable enjeu devient donc :

comment la phosphocréatine permet-elle de le reformer aussi rapidement ?

Comment la phosphocréatine permet-elle de resynthétiser rapidement l’ATP ?

La phosphocréatine possède une caractéristique essentielle :

elle peut transférer directement un groupement phosphate à l’ADP.

Cette réaction est catalysée par la créatine kinase :

PCr + ADP + H⁺ ⇌ créatine + ATP

La réaction est réversible.

Son sens net dépend notamment des concentrations locales des différents réactifs et produits.

Une réponse rapide à l’augmentation de l’ADP

Lorsque les ATPases musculaires hydrolysent davantage d’ATP :

l’ADP augmente localement

et :

l’environnement chimique de la réaction créatine kinase se modifie.

Compte tenu de la forte activité de l’enzyme et du fait que la réaction reste proche de l’équilibre dans de nombreuses conditions, ces changements permettent un ajustement très rapide du flux net.

Il ne faut donc pas imaginer la créatine kinase comme un interrupteur qui serait soudainement « activé ».

Le système répond continuellement aux variations locales de ses substrats et produits.

Une réaction relativement directe

La resynthèse de l’ATP à partir de la PCr nécessite un transfert de phosphate relativement direct.

Elle ne nécessite pas une longue succession de réactions comparable à la glycolyse ou à la phosphorylation oxydative.

Les substrats nécessaires sont par ailleurs déjà présents dans la fibre musculaire.

Cela contribue à expliquer la capacité du système à fournir rapidement un débit extrêmement élevé.

La comparaison ne doit toutefois pas conduire à imaginer que les autres voies seraient « trop lentes pour fonctionner ».

Elles contribuent elles aussi dès les premières secondes.

La particularité du système PCr–créatine kinase réside surtout dans sa très grande capacité à répondre immédiatement aux changements de demande.

Les observations humaines confirment ce rôle de tampon

Goudemant et ses collaborateurs ont étudié la réaction créatine kinase dans le muscle humain à l’aide de techniques de spectroscopie par résonance magnétique [6].

Au cours de l’exercice, la phosphocréatine diminuait tandis que la concentration d’ATP restait relativement stable [6].

Cette observation est cohérente avec le rôle de tampon attribué au système PCr–créatine kinase.

PRUDENCE

Les mesures par transfert de saturation utilisées dans cette étude renseignent sur un flux d’échange de la réaction créatine kinase.

Elles ne doivent pas être assimilées directement à une mesure simple du débit net de resynthèse d’ATP.

Le principal enseignement retenu ici est la forte activité du système créatine kinase et la relation dynamique entre PCr et ATP [6].

La réaction ne consomme pas directement d’oxygène

Dans le sens utilisé pendant un effort explosif :

PCr + ADP + H⁺ → créatine + ATP

aucune molécule d’oxygène n’apparaît directement dans la réaction.

Cela explique l’utilisation historique du terme :

« anaérobie alactique ».

Mais ce vocabulaire doit être interprété avec prudence.

Dire que cette réaction ne consomme pas directement d’oxygène ne signifie pas :

que le muscle fonctionne sans métabolisme oxydatif pendant le sprint.

Et cela ne signifie surtout pas :

que l’oxygène n’est pas important pour restaurer la phosphocréatine après l’effort.

Nous reviendrons précisément sur ce dernier point.

La créatine kinase est également organisée dans l’espace musculaire

Le système créatine–phosphocréatine ne doit pas être envisagé uniquement comme une réaction chimique se déroulant uniformément dans toute la cellule.

Des travaux expérimentaux classiques réalisés sur des myofibrilles de muscle squelettique ont montré qu’une fraction de la créatine kinase est associée à la ligne M du sarcomère et peut contribuer localement à la régénération de l’ATP utilisé par l’appareil contractile [7].

Ces résultats, obtenus sur du muscle de poulet, ont contribué au développement du modèle selon lequel le système créatine–phosphocréatine participe également aux transferts énergétiques entre les régions où l’ATP est produit et celles où il est fortement utilisé.

Chez l’être humain, des mesures réalisées in vivo montrent par ailleurs que la phosphocréatine diffuse dans le muscle et que cette diffusion est compatible avec des transferts sur les distances séparant les mitochondries des myofibrilles [8].

PRUDENCE

Le « shuttle » créatine–phosphocréatine constitue un modèle de l’organisation spatiale des transferts énergétiques.

Il ne faut pas l’imaginer comme un circuit unique et obligatoire par lequel toute l’énergie cellulaire devrait nécessairement transiter.

Une fonction temporelle et spatiale

La phosphocréatine peut donc être envisagée sous deux angles complémentaires.

Elle constitue d’abord un tampon temporel :

elle répond rapidement aux variations brutales de la demande en ATP.

Elle participe également à une organisation spatiale du métabolisme :

créatine, PCr et différentes isoformes de créatine kinase participent aux transferts énergétiques entre différentes régions de la cellule.

Cette organisation contribue à maintenir localement des conditions favorables au fonctionnement des ATPases.

La phosphocréatine ne crée pas de l’énergie

Le vocabulaire peut ici devenir trompeur.

La PCr ne « crée » pas de nouvelles quantités d’énergie.

Elle permet de transférer rapidement un groupement phosphate possédant un fort potentiel de transfert vers l’ADP.

La réserve de PCr elle-même devra ensuite être reconstituée.

Le système fonctionne donc comme un mécanisme de transfert et de tampon, et non comme une source d’énergie apparaissant spontanément dans la cellule.

POUR COMPRENDRE — Un intermédiaire extrêmement rapide

Pendant une augmentation brutale de la demande :

PCr → ATP

devient particulièrement important.

Plus tard, lorsque les conditions permettent la récupération :

ATP → PCr

permet de reconstituer la réserve.

Le système permet ainsi de déplacer dans le temps une partie du travail nécessaire au maintien de l’ATP.

Cette capacité possède cependant une limite :

les réserves musculaires de phosphocréatine sont finies.

Que se passe-t-il donc pendant les toutes premières secondes lorsqu’un joueur produit un effort maximal ?

Que se passe-t-il pendant les premières secondes d’un effort maximal ?

Un démarrage, un sprint, un saut ou une accélération maximale imposent au muscle une transition extrêmement brutale.

En une fraction de seconde, la vitesse à laquelle l’ATP est utilisé augmente fortement.

Le muscle doit donc augmenter presque immédiatement la vitesse à laquelle cet ATP est resynthétisé.

Dans cette situation, la phosphocréatine joue un rôle particulièrement important.

Mais elle ne travaille pas seule.

Dès les premières secondes, plusieurs voies métaboliques contribuent simultanément à la resynthèse de l’ATP.

La phosphocréatine diminue très rapidement

Gaitanos et ses collaborateurs ont demandé à huit hommes de réaliser dix sprints maximaux de six secondes sur ergocycle, séparés par trente secondes de récupération [1].

Après le premier sprint de seulement six secondes, la concentration musculaire de phosphocréatine avait diminué d’environ :

57 % [1].

Des résultats comparables ont été obtenus avec une autre méthode.

Walter et ses collaborateurs ont utilisé la spectroscopie par résonance magnétique du phosphore pour suivre l’évolution de la PCr dans le gastrocnémien [2].

Après seulement :

9 secondes d’exercice maximal

la PCr avait diminué de :

61,4 ± 2,4 % [2].

Ces expériences convergent donc vers la même observation :

la phosphocréatine peut être massivement mobilisée dès les toutes premières secondes d’un effort maximal.

SUR LE TERRAIN

Lorsqu’un joueur réalise un sprint de cinq à dix secondes, il peut déjà solliciter très fortement ses réserves musculaires de phosphocréatine.

Il n’est pas nécessaire de réaliser un effort de trente secondes pour que ce système soit fortement mobilisé.

La glycolyse intervient elle aussi dès les premières secondes

Une représentation fréquente consiste à imaginer :

d’abord la phosphocréatine

puis :

la glycolyse.

Les données expérimentales ne correspondent pas à cette succession rigide.

Dans l’étude de Gaitanos et collaborateurs, le premier sprint durait seulement six secondes.

Pourtant, la phosphocréatine et la glycolyse fournissaient toutes deux des contributions importantes à la fourniture énergétique estimée du premier sprint [1].

La concentration musculaire de lactate avait déjà nettement augmenté après ces six secondes.

IDÉE REÇUE

« Pendant les six premières secondes d’un sprint, le joueur utilise uniquement la phosphocréatine. »

Non.

La PCr joue effectivement un rôle majeur, mais la glycolyse contribue elle aussi très rapidement à la resynthèse de l’ATP [1].

Il n’existe pas une frontière temporelle à laquelle une première filière s’arrêterait pour laisser place à la suivante.

Le métabolisme glucidique est activé rapidement

Parolin et ses collaborateurs ont étudié six participants réalisant trois efforts maximaux de trente secondes séparés par quatre minutes [9].

Des biopsies étaient réalisées notamment après :

6, 15 et 30 secondes d’exercice.

Lors du premier effort, la glycogène phosphorylase était fortement activée dès les six premières secondes.

L’activation de la pyruvate déshydrogénase augmentait elle aussi rapidement [9].

Ces résultats illustrent qu’un exercice maximal ne commence pas par une période durant laquelle seul le système phosphagène serait actif.

Le métabolisme oxydatif commence lui aussi à augmenter

Il serait tout aussi incorrect d’imaginer que le métabolisme oxydatif reste totalement inactif pendant les premières secondes.

Bangsbo et ses collaborateurs ont étudié six participants réalisant un exercice intense avec une jambe [10].

La consommation d’oxygène du muscle actif commençait à augmenter après seulement quelques secondes.

Après six secondes d’exercice, elle était déjà supérieure à sa valeur précédant l’exercice [10].

PRUDENCE

Cette expérience n’était pas un sprint de football.

Il s’agissait d’un exercice intense réalisé en laboratoire.

Elle ne permet donc pas de quantifier directement la contribution oxydative d’un sprint sur le terrain.

Elle montre en revanche que l’augmentation du métabolisme oxydatif peut commencer très rapidement après le début de l’exercice.

Plusieurs systèmes répondent simultanément

Pendant les premières secondes d’un sprint maximal, on observe donc simultanément :

• une utilisation très rapide de l’ATP ;
• une forte dégradation de la phosphocréatine ;
• une activation importante de la glycogénolyse et de la glycolyse ;
• une augmentation progressive du métabolisme oxydatif.

Ce sont leurs contributions relatives et leurs débits qui évoluent.

POUR COMPRENDRE — Dominant ne veut pas dire exclusif

Dire que le système phosphagène est particulièrement important pendant les premières secondes signifie qu’il contribue très fortement à répondre à la demande énergétique.

Cela ne signifie pas que les autres voies sont éteintes.

Il est donc plus juste de parler de contribution dominante que de « filière utilisée ».

La puissance maximale ne peut pas être maintenue longtemps

Au début du sprint, la disponibilité en PCr est élevée.

Elle peut contribuer à un débit extrêmement important de resynthèse de l’ATP.

Mais cette réserve peut diminuer de plus de la moitié en seulement quelques secondes [1,2].

À mesure que la PCr diminue, sa capacité à contribuer au même débit initial évolue.

Les autres voies continuent à fournir de l’ATP, mais elles ne compensent pas nécessairement intégralement cette évolution.

La puissance mécanique peut alors diminuer.

Cette diminution possède cependant de multiples déterminants et ne peut pas être attribuée uniquement à la PCr [35].

PRUDENCE

Il serait trop simple d’affirmer :

« la puissance diminue parce que la phosphocréatine est épuisée ».

La fatigue lors d’un sprint ou de sprints répétés est multifactorielle et implique des mécanismes énergétiques, métaboliques, contractiles et neuromusculaires [35].

Les premières secondes doivent donc être envisagées comme une période de coopération métabolique extrêmement rapide, et non comme l’utilisation isolée d’une seule filière.

Cela conduit directement à la question suivante :

la phosphocréatine est-elle réellement le seul système énergétique d’un sprint ?

La phosphocréatine est-elle le seul système énergétique d’un sprint ?

La phosphocréatine est particulièrement adaptée aux efforts explosifs.

Mais il serait incorrect d’en déduire qu’un sprint repose exclusivement sur le système phosphagène.

Même pendant un sprint très court, plusieurs voies métaboliques participent simultanément à la resynthèse de l’ATP.

Pourquoi parle-t-on traditionnellement de « filière anaérobie alactique » ?

Dans de nombreux modèles pédagogiques, les efforts sont classés selon trois grandes « filières » :

• anaérobie alactique ;
• anaérobie lactique ;
• aérobie.

Cette classification peut être utile pour introduire différents mécanismes.

Elle devient trompeuse lorsqu’elle conduit à imaginer qu’ils fonctionnent successivement.

PRUDENCE — Une classification pédagogique n’est pas une chronologie physiologique

Les expressions « anaérobie alactique », « anaérobie lactique » et « aérobie » permettent de distinguer certaines caractéristiques des voies énergétiques.

Elles ne signifient pas que l’organisme passe successivement de l’une à l’autre selon un chronomètre prédéfini.

Six secondes suffisent pour observer une forte contribution glycolytique

L’étude de Gaitanos et collaborateurs constitue une démonstration particulièrement claire [1].

Après le premier sprint maximal de six secondes :

• la PCr avait diminué de 57 % ;
• le lactate musculaire avait déjà fortement augmenté ;
• PCr et glycolyse fournissaient toutes deux des contributions importantes à la fourniture énergétique estimée [1].

Il serait donc incorrect de décrire ces six secondes comme une période exclusivement « alactique ».

« Alactique » ne signifie pas « sans production de lactate »

La réaction créatine kinase elle-même :

PCr + ADP + H⁺ → créatine + ATP

ne produit pas de lactate.

Mais un sprint sollicitant fortement cette réaction peut simultanément présenter une activité glycolytique importante.

Ainsi :

le système phosphagène est alactique

ne signifie pas :

le sprint est dépourvu de production de lactate.

Le métabolisme oxydatif ne commence pas lorsque le sprint s’arrête

Lorsque l’exercice commence, la consommation d’oxygène musculaire augmente rapidement [10].

Sa contribution relative reste généralement limitée au tout début d’un effort maximal très court, mais :

faible ne signifie pas nulle.

POUR COMPRENDRE — Trois curseurs plutôt que trois interrupteurs

Une représentation plus fidèle consiste à imaginer trois curseurs :

• phosphagène ;
• glycolytique ;
• oxydatif.

Au début d’un sprint maximal, les trois augmentent.

Celui du système phosphagène augmente extrêmement rapidement.

Celui de la glycolyse augmente lui aussi rapidement.

Celui du métabolisme oxydatif augmente également, mais sa contribution relative croît généralement plus progressivement.

Plus le sprint se prolonge, plus la répartition évolue

La contribution relative des différentes voies n’est pas identique pendant :

• 3 secondes ;
• 6 secondes ;
• 10 secondes ;
• ou 30 secondes d’exercice maximal.

À mesure que la durée augmente, la PCr diminue, la glycolyse contribue fortement et le métabolisme oxydatif prend progressivement davantage de place.

Beneke et ses collaborateurs ont étudié onze hommes réalisant un Wingate maximal de trente secondes [11].

Ils ont estimé :

[11]

Ainsi, même pendant un exercice classiquement considéré comme fortement « anaérobie », plusieurs composantes énergétiques contribuaient simultanément à l’effort [11].

PRUDENCE

Ces pourcentages ne constituent pas des valeurs universelles.

Il s’agissait d’un Wingate de trente secondes sur ergocycle et les contributions étaient estimées par des méthodes indirectes.

La composante de 31,1 % ne doit donc pas être assimilée à une mesure directe de la quantité d’énergie fournie par la PCr lors de n’importe quel sprint.

Il n’existe pas un pourcentage universel de PCr pour « le sprint »

La contribution du système phosphagène dépend notamment :

• de la durée ;
• de l’intensité ;
• du mode d’exercice ;
• de la masse musculaire impliquée ;
• des réserves initiales ;
• de l’état de récupération ;
• et des actions précédentes.

Un sprint de six secondes après plusieurs minutes de récupération et un sprint identique trente secondes après un autre effort ne représentent donc pas la même situation métabolique.

Le profil peut changer alors que la tâche reste identique

Dans l’étude de Gaitanos, les participants réalisaient toujours :

6 secondes de sprint maximal

avec :

30 secondes de récupération.

Pourtant, le profil du dixième sprint différait fortement de celui du premier.

La contribution glycolytique avait nettement diminué, alors que la puissance moyenne restait encore à environ :

73 % de celle du premier sprint [1].

Cela montre qu’un même sprint ne possède pas nécessairement le même profil énergétique selon le contexte dans lequel il est réalisé.

SUR LE TERRAIN

Si un éducateur fait réaliser des sprints maximaux de cinq secondes avec une récupération importante, il peut légitimement chercher une forte contribution du système phosphagène.

Il ne doit simplement pas imaginer qu’il « isole » ce système.

La phosphocréatine reste donc essentielle.

Mais elle l’est au sein d’un système énergétique intégré.

Il faut maintenant préciser à quelle vitesse cette réserve peut diminuer.

À quelle vitesse les réserves de phosphocréatine diminuent-elles ?

La phosphocréatine peut diminuer extrêmement rapidement pendant un exercice maximal.

Gaitanos et collaborateurs observaient :

≈ −57 % après 6 secondes [1].

Walter et collaborateurs mesuraient :

−61,4 ± 2,4 % après 9 secondes [2].

Lorsque l’exercice était prolongé jusqu’à trente secondes, Walter et collaborateurs observaient :

−92,0 ± 1,2 % [2].

Bogdanis et collaborateurs retrouvaient après un sprint maximal de trente secondes une PCr correspondant encore à :

19,7 ± 1,2 % de sa valeur de repos [3].

PRUDENCE

Ces nombres ne constituent pas une courbe universelle.

Les protocoles, les muscles étudiés, les participants et les méthodes diffèrent.

Leur convergence indique surtout que la PCr peut diminuer très fortement en quelques secondes d’exercice maximal.

Il n’existe pas une « durée de vie » fixe de la PCr

Les formulations telles que :

« la phosphocréatine fournit de l’énergie pendant six secondes »

ou :

« la filière alactique dure dix secondes »

sont trop rigides.

La PCr ne passe pas brutalement de « pleine » à « vide ».

Elle diminue progressivement pendant que l’exercice se poursuit.

IDÉE REÇUE

« Au bout de six secondes, il n’y a plus de phosphocréatine. »

Non.

Six secondes peuvent suffire à utiliser une part importante des réserves, mais elles ne sont généralement pas entièrement épuisées [1].

La vitesse de diminution n’est pas constante

Bogdanis et collaborateurs ont comparé les dix premières secondes et la période comprise entre la dixième et la vingtième seconde d’un sprint maximal [12].

Le renouvellement anaérobie estimé de l’ATP était de :

129 ± 12 mmol·kg⁻¹ de matière sèche

pendant les dix premières secondes,

contre :

63 ± 10 mmol·kg⁻¹

entre la dixième et la vingtième seconde [12].

Cette évolution s’accompagnait d’une forte réduction du débit de dégradation de PCr et du débit glycolytique, tandis que la consommation d’oxygène augmentait [12].

La contribution instantanée de PCr évolue donc au cours du sprint.

Toutes les fibres ne présentent pas la même déplétion

Greenhaff et collaborateurs ont observé pendant un sprint maximal de trente secondes une dégradation de PCr plus importante dans les fibres de type II :

74,3 ± 2,5 mmol·kg⁻¹ de matière sèche

contre :

59,1 ± 2,9 mmol·kg⁻¹

dans les fibres de type I [4].

Une moyenne musculaire peut donc masquer des différences importantes entre fibres.

La durée n’est pas le seul facteur

Deux efforts de même durée peuvent produire une déplétion différente selon :

• l’intensité ;
• la puissance produite ;
• le recrutement musculaire ;
• le type de contraction ;
• le muscle ;
• les réserves initiales ;
• et l’état métabolique précédent.

Un sprint maximal de six secondes et une course sous-maximale de six secondes ne représentent évidemment pas la même demande.

Le moment de la mesure compte également

La PCr commence à être resynthétisée rapidement dès que l’exercice cesse.

Dawson et collaborateurs observaient après un sprint de six secondes une PCr correspondant à environ :

55 % de la valeur pré-exercice après 10 secondes de récupération

puis :

69 % après 30 secondes [13].

PRUDENCE — Mesurer une molécule qui change très vite

Une mesure réalisée quelques secondes après l’arrêt ne correspond pas forcément exactement à la concentration présente au dernier instant de l’exercice.

Ce point sera particulièrement important lorsque nous examinerons les études réalisées pendant le football.

SUR LE TERRAIN

Un sprint de trois ou quatre secondes ne « vide » pas automatiquement la PCr.

Inversement, il n’est pas nécessaire d’atteindre dix secondes pour commencer à la solliciter fortement.

La déplétion dépend surtout de l’intensité réelle de l’action et de son contexte métabolique.

Cette distinction conduit naturellement à une nouvelle question :

la PCr est-elle réellement totalement épuisée après un sprint ?

La phosphocréatine est-elle totalement épuisée après un sprint ?

Les réserves musculaires de PCr peuvent diminuer très fortement.

Cela ne signifie cependant pas qu’elles deviennent nécessairement nulles.

Après six secondes de sprint maximal, Gaitanos et collaborateurs observaient une diminution d’environ :

57 % [1].

Cela signifie qu’une quantité importante restait encore mesurable.

Après neuf secondes, Walter et collaborateurs observaient :

−61,4 ± 2,4 % [2].

Là encore, une fraction substantielle restait présente.

Même après trente secondes, de la PCr peut subsister

Après trente secondes d’exercice maximal, Walter et collaborateurs observaient une déplétion moyenne de :

92,0 ± 1,2 % [2].

Dans un autre protocole, Bogdanis et collaborateurs mesuraient encore :

19,7 ± 1,2 % de la valeur de repos [3].

Ces différences ne sont pas contradictoires : les protocoles et méthodes différaient.

« Fortement diminuée » est souvent plus précis qu’« épuisée »

Le terme épuisement peut suggérer :

PCr = 0.

Il est donc généralement plus précis de parler :

de forte déplétion

ou :

de diminution importante de la disponibilité en PCr.

Une baisse de puissance ne signifie pas PCr = 0

La puissance peut diminuer alors que de la PCr reste présente.

La fatigue lors d’un sprint ou de sprints répétés est multifactorielle [35].

Elle implique notamment des phénomènes :

• énergétiques ;
• métaboliques ;
• ioniques ;
• contractiles ;
• et neuromusculaires [35].

POUR COMPRENDRE — Présente ne signifie pas pleinement disponible

Il faut distinguer :

la présence d’une certaine quantité de PCr

et :

la capacité du système à maintenir le même débit qu’au début du sprint.

Une réserve non nulle ne garantit pas le maintien de la capacité énergétique initiale.

Le muscle n’est pas un réservoir homogène

Les différences entre fibres observées par Greenhaff et collaborateurs rappellent également qu’une valeur moyenne ne décrit pas l’état exact de chaque fibre [4].

Certaines fibres fortement recrutées peuvent être beaucoup plus déplétées que d’autres.

« Épuiser la PCr » n’est pas un objectif d’entraînement

Pour l’entraîneur, chercher à :

« vider complètement les réserves »

n’a pas d’intérêt en soi.

Selon l’objectif, il peut au contraire être préférable de préserver suffisamment de récupération pour maintenir :

• la vitesse ;
• l’accélération ;
• la puissance ;
• et la qualité technique.

À RETENIR

Un sprint peut entraîner une très forte déplétion de PCr sans faire nécessairement disparaître toute la réserve.

La baisse de puissance peut apparaître avant que la PCr n’atteigne zéro et dépend de multiples mécanismes [35].

Il est donc généralement préférable de parler de déplétion plutôt que d’« épuisement complet ».

Une fois utilisée, cette réserve peut cependant être reconstituée.

Comment cette récupération fonctionne-t-elle ?

Comment la phosphocréatine est-elle resynthétisée pendant la récupération ?

Lorsque l’intensité diminue, la situation métabolique peut progressivement s’inverser.

La réaction créatine kinase étant réversible :

créatine + ATP → phosphocréatine + ADP + H⁺

peut permettre de reformer la PCr.

D’où vient l’ATP utilisé pour reformer la PCr ?

Pendant la récupération, l’ATP nécessaire est fourni très majoritairement par le métabolisme oxydatif mitochondrial.

C’est pourquoi la cinétique de récupération de la PCr est largement utilisée comme indicateur fonctionnel de la capacité oxydative musculaire.

La resynthèse commence rapidement

Dawson et collaborateurs ont étudié des sportifs entraînés après un sprint maximal de six secondes [13].

La PCr représentait :

55 % de la valeur pré-exercice après 10 secondes

69 % après 30 secondes

et :

90 % après 3 minutes [13].

SUR LE TERRAIN

Entre deux sprints, le muscle n’est pas simplement « au repos ».

Une partie de l’activité métabolique sert déjà à reconstituer la PCr utilisée pendant l’action précédente.

La récupération est rapide au début puis ralentit

Après un sprint maximal de trente secondes, Bogdanis et collaborateurs mesuraient :

19,7 % de la PCr de repos immédiatement après l’effort

puis :

65,0 % après 1 min 30

et :

85,5 % après 6 minutes [3].

La récupération n’évolue donc pas de manière parfaitement linéaire.

Elle est généralement relativement rapide au début, puis ralentit à mesure que la concentration se rapproche de sa valeur de repos.

L’état métabolique du muscle influence la cinétique

Walter et collaborateurs observaient après neuf secondes d’exercice maximal un pH musculaire encore proche de la valeur de repos :

7,04 ± 0,03 [2].

Après trente secondes :

6,45 ± 0,07 [2].

Une acidification importante peut modifier la cinétique globale de récupération et son interprétation.

Un sprint unique et des sprints répétés ne créent pas la même situation

Après un sprint unique de six secondes, Dawson et collaborateurs mesuraient environ :

90 % de PCr après trois minutes [13].

Après cinq sprints de six secondes espacés de trente secondes :

84 % après trois minutes [13].

La déplétion initiale plus importante signifie notamment qu’il faut davantage de temps pour retrouver la valeur de départ.

PCr restaurée ne signifie pas récupération complète du joueur

D’autres paramètres peuvent rester perturbés :

• pH ;
• phosphate inorganique ;
• gradients ioniques ;
• fonction contractile ;
• activation neuromusculaire ;
• température.

La PCr constitue donc une composante importante de la récupération, mais pas un indicateur universel de « récupération complète ».

À RETENIR

La PCr commence à être resynthétisée rapidement lorsque l’intensité diminue.

Cette récupération dépend principalement de l’ATP fourni par le métabolisme oxydatif.

Elle est rapide mais progressive et ne doit pas être confondue avec la récupération complète de l’ensemble des fonctions du joueur.

Cela nous conduit au rôle de l’oxygène.

Pourquoi l’oxygène est-il important pour sa resynthèse ?

La réaction créatine kinase ne consomme pas directement d’oxygène lorsqu’elle reforme de l’ATP.

Pourtant, la resynthèse de PCr pendant la récupération dépend fortement du métabolisme oxydatif.

La raison est simple :

reformer la PCr nécessite de l’ATP.

Cet ATP est principalement fourni par la phosphorylation oxydative mitochondriale.

On peut représenter le processus :

oxygène

↓

phosphorylation oxydative

↓

ATP

↓

resynthèse de PCr

Que se passe-t-il si l’apport sanguin est interrompu ?

Sahlin, Harris et Hultman ont étudié la resynthèse de créatine phosphate après exercice [14].

Lorsque la circulation sanguine locale était interrompue :

la resynthèse de PCr était fortement inhibée [14].

Dans des échantillons musculaires incubés en présence d’oxygène, la PCr pouvait être reformée.

En atmosphère d’azote, cette resynthèse n’était pas observée [14].

IDÉE REÇUE

« Puisque la phosphocréatine est associée à une filière anaérobie, sa récupération ne dépend pas de l’oxygène. »

Cette conclusion confond utilisation et récupération.

La réaction immédiate ne consomme pas directement d’O₂, mais la restauration de la réserve dépend fortement de l’ATP fourni par le métabolisme oxydatif [14].

Réduire l’oxygène peut ralentir la récupération

Haseler, Hogan et Richardson ont étudié six hommes entraînés en hypoxie, normoxie et hyperoxie [15].

La constante de temps de récupération était d’environ :

[15]

La récupération était donc plus lente en hypoxie et plus rapide en hyperoxie dans ce protocole.

Mais davantage d’oxygène n’accélère pas nécessairement tout

Une autre étude de Haseler et collaborateurs chez des participants non entraînés montre que la disponibilité en oxygène devait être suffisamment réduite avant que la récupération soit clairement ralentie [16].

Lorsque la saturation artérielle restait supérieure à environ 92 %, la cinétique variait peu.

Elle ralentissait davantage lorsque la saturation diminuait vers :

82 %

puis :

77 % [16].

POUR COMPRENDRE — Nécessaire ne signifie pas toujours limitant

L’oxygène est nécessaire à la phosphorylation oxydative.

Mais il n’est pas nécessairement le facteur qui limite toujours sa vitesse.

Si suffisamment d’oxygène est déjà disponible, d’autres étapes peuvent devenir plus déterminantes.

Une récupération « aérobie » au service d’un nouvel effort explosif

On obtient donc une succession :

sprint

↓

déplétion de PCr

↓

production oxydative d’ATP

↓

resynthèse de PCr

↓

nouveau sprint.

SUR LE TERRAIN

Il est artificiel d’opposer complètement :

explosivité

et :

qualités aérobies.

Le métabolisme oxydatif participe notamment à la restauration d’une réserve particulièrement importante pour les prochaines actions explosives.

Combien de temps faut-il pour récupérer ses réserves ?

Une réponse revient fréquemment dans le langage sportif :

« environ trois minutes ».

Cette valeur peut constituer un ordre de grandeur dans certaines situations.

Mais elle n’est pas une loi physiologique.

Une grande partie peut revenir rapidement

Après un sprint maximal de six secondes, Dawson et collaborateurs mesuraient :

• 55 % après 10 secondes ;
• 69 % après 30 secondes ;
• 90 % après 3 minutes [13].

La récupération est donc déjà importante après quelques dizaines de secondes.

Mais trois minutes ne correspondent pas nécessairement à une restauration complète.

Après un effort plus long, elle peut être beaucoup plus lente

Après trente secondes de sprint maximal, Bogdanis et collaborateurs observaient :

19,7 % immédiatement après

65,0 % après 1 min 30

85,5 % après 6 minutes [3].

La demi-vie moyenne calculée était :

56,6 ± 7,3 secondes [3].

Demi-vie ne signifie pas récupération complète

La demi-vie correspond au temps nécessaire pour récupérer environ la moitié de la différence séparant la valeur de fin d’exercice de la valeur de repos.

Si la PCr tombe à 20 % :

il manque 80 points.

Après une demi-vie, environ 40 points ont été récupérés :

20 + 40 ≈ 60 %.

POUR COMPRENDRE — Demi-vie ≠ récupération complète

La demi-vie répond à :

« combien de temps faut-il pour récupérer la moitié de ce qui manque ? »

et non :

« quand sommes-nous revenus à 100 % ? »

La constante de temps est encore une autre notion

Dans un modèle monoexponentiel simple, une constante de temps, τ, correspond à environ :

63 % de la récupération possible.

Après environ :

2 τ : ≈ 86 %

3 τ : ≈ 95 %.

Il faut donc distinguer :

demi-vie

constante de temps

et :

retour pratique vers la valeur de repos.

Il n’existe pas une constante universelle

La revue systématique et méta-analyse de Singh et collaborateurs regroupant 128 études montre une importante hétérogénéité des cinétiques mesurées par ^31P-MRS [17].

Elles varient notamment selon :

• le muscle ;
• la tâche ;
• l’intensité ;
• la déplétion ;
• le pH ;
• l’oxygénation ;
• la capacité oxydative ;
• l’âge ;
• l’état de santé ;
• la méthode d’analyse.

IDÉE REÇUE

« La phosphocréatine met trois minutes à se reconstituer. »

Cette formulation est trop catégorique.

Une grande partie peut être restaurée bien avant trois minutes dans certaines situations.

Dans d’autres, la récupération peut rester incomplète bien au-delà.

L’effort précédent change la signification de la récupération

Après deux minutes de récupération, Bogdanis et collaborateurs observaient environ :

86 ± 3 % de PCr après un sprint de 10 secondes

contre :

76 ± 3 % après un sprint de 20 secondes [12].

Deux minutes ne représentent donc pas le même degré de récupération après deux efforts différents.

Quelle durée choisir à l’entraînement ?

La question la plus utile n’est probablement pas :

« combien faut-il récupérer ? »

mais :

« quel degré de récupération est nécessaire pour l’objectif recherché ? »

Si l’objectif est de reproduire une très haute qualité de sprint :

une récupération importante est cohérente.

Si l’objectif est de répéter des efforts avant récupération complète :

une récupération plus courte peut être volontairement recherchée.

À RETENIR

Il n’existe pas une durée universelle de récupération de la PCr.

Trois minutes constituent un repère possible dans certaines situations, pas une règle.

La récupération doit être interprétée relativement à l’effort qui la précède et à celui que l’on souhaite reproduire.

Que se passe-t-il lorsque les sprints se répètent ?

Le deuxième, le cinquième ou le dixième sprint ne commencent pas nécessairement dans le même état que le premier.

Lorsque les récupérations sont courtes :

une partie seulement de la PCr utilisée a eu le temps d’être reformée.

Le chronomètre repart à zéro, pas le muscle

Dawson et collaborateurs comparaient un sprint maximal unique de six secondes à cinq sprints de six secondes démarrant toutes les trente secondes [13].

Après le sprint unique, la PCr représentait :

• 55 % après 10 s ;
• 69 % après 30 s ;
• 90 % après 3 min.

Après les cinq sprints :

• 27 % après 10 s ;
• 45 % après 30 s ;
• 84 % après 3 min [13].

POUR COMPRENDRE — Le chronomètre repart à zéro, pas le muscle

Le nouveau sprint peut commencer avec :

• moins de PCr ;
• davantage de métabolites issus des efforts précédents ;
• une consommation d’oxygène déjà élevée ;
• et un environnement physiologique différent.

La puissance peut diminuer progressivement

Dans l’étude de Gaitanos :

10 × 6 secondes

avec :

30 secondes de récupération

entraînaient une diminution progressive de performance [1].

Au dixième sprint, la puissance moyenne représentait encore environ :

73 % de celle du premier [1].

La fatigue observée lors de sprints répétés est multifactorielle et ne doit pas être attribuée exclusivement à la PCr [35].

Le profil énergétique change

Pendant le premier sprint, PCr et glycolyse contribuaient fortement.

Au dixième, la production supplémentaire de lactate musculaire était devenue très faible, indiquant une importante réduction de la contribution glycolytique [1].

La puissance restait pourtant substantielle.

La contribution relative du métabolisme oxydatif devenait alors plus importante.

IDÉE REÇUE

« Plus les sprints se répètent, plus le joueur utilise la filière lactique. »

Pas nécessairement.

La contribution glycolytique peut au contraire diminuer fortement au fil d’une série [1,9].

Le métabolisme oxydatif prend davantage de place

Bogdanis et collaborateurs ont étudié deux sprints maximaux de trente secondes séparés par quatre minutes [18].

Avant le deuxième sprint, la PCr était revenue à :

78,7 ± 3,3 % de sa valeur de repos [18].

Le renouvellement anaérobie estimé de l’ATP diminuait de :

235 ± 9

à :

139 ± 7 mmol·kg⁻¹ de muscle sec [18].

La baisse provenait principalement d’une réduction de la contribution glycolytique.

La consommation moyenne d’oxygène augmentait parallèlement.

La restauration de PCr est associée à celle de la puissance

Dans cette même étude, la récupération de PCr était fortement corrélée à :

la récupération de puissance : r = 0,84

et :

la récupération de vitesse de pédalage : r = 0,91 [18].

Ces corrélations ne démontrent pas une causalité unique.

Elles montrent néanmoins que la disponibilité en PCr constitue un élément important de la capacité à reproduire une forte puissance.

Sprint maximal et sprints répétés ne sont pas la même qualité

La capacité à produire un sprint maximal dépend fortement de facteurs mécaniques et neuromusculaires.

La capacité à répéter des sprints implique en plus la récupération entre les actions.

Une faible baisse de performance au cours d’une série doit elle-même être interprétée avec prudence : elle peut notamment dépendre du niveau initial de performance [35].

À RETENIR

Les sprints répétés constituent une interaction permanente entre :

production explosive

et :

récupération métabolique.

Le même sprint extérieur ne produit pas nécessairement le même état interne d’une répétition à l’autre.

Comment la durée de récupération modifie-t-elle la performance ?

Deux exercices peuvent comporter les mêmes sprints mais produire des contraintes très différentes si la récupération change.

Une récupération plus longue permet généralement de mieux préserver la performance

Padulo et collaborateurs ont étudié dix-sept jeunes footballeurs réalisant :

6 × 40 m en navette

avec :

• 15 secondes ;
• 20 secondes ;
• 25 secondes de récupération [19].

Passer de 15 à 25 secondes améliorait le temps total d’environ :

3 % [19].

La hauteur de saut mesurée après le test était également environ :

7 % plus élevée avec 25 secondes qu’avec 15 secondes [19].

SUR LE TERRAIN

Dix secondes supplémentaires peuvent sembler minimes.

Répétées entre chaque sprint, elles peuvent pourtant modifier sensiblement la qualité de la série.

Une récupération courte modifie également la contrainte métabolique

Dans la même étude, la lactatémie après l’exercice était environ :

33 % plus élevée

avec quinze secondes qu’avec vingt-cinq secondes de récupération [19].

Cela ne signifie pas que le lactate provoque directement la fatigue.

Cela montre que la récupération modifie le contexte physiologique de la tâche.

Un même rapport travail-récupération ne garantit pas la même récupération

Abt et collaborateurs ont étudié :

• 22 × 15 m ;
• 13 × 30 m ;
• 8 × 50 m

avec un rapport sprint-récupération initial d’environ :

1:10 [20].

La performance était mieux maintenue sur 15 m que sur les distances plus longues.

Un rapport mathématique identique n’entraîne donc pas nécessairement le même degré de récupération.

Distance et récupération interagissent

Little et Williams ont étudié six footballeurs professionnels avec :

• des sprints de 15 ou 40 m ;
• des rapports travail-récupération de 1:4 ou 1:6 [21].

La distance et le ratio influençaient chacun la diminution de performance.

Cela confirme qu’une récupération ne doit pas être programmée indépendamment de la tâche.

Le mode de récupération compte également

Spencer et collaborateurs ont comparé récupération active et passive pendant :

6 sprints de 4 secondes

avec un nouveau sprint toutes les :

25 secondes [22].

La diminution de puissance maximale était plus importante avec récupération active :

7,4 ± 2,2 %

contre :

5,6 ± 1,8 % avec récupération passive [22].

La PCr allait dans la même direction, même si les différences correspondantes n’atteignaient pas toutes le seuil conventionnel de significativité statistique.

L’interaction durée × mode est importante

Ohya et collaborateurs ont étudié :

10 × 5 secondes

avec :

• 25 secondes ;
• 50 secondes ;
• 100 secondes de récupération,

soit active, soit passive [23].

La récupération passive préservait mieux la puissance avec les intervalles de 25 et 50 secondes.

La différence disparaissait avec 100 secondes [23].

IDÉE REÇUE

« La récupération active est toujours meilleure parce qu’elle élimine le lactate. »

Cette affirmation est trop simple.

Une élimination plus rapide du lactate ne garantit pas une meilleure restauration de la capacité à sprinter.

Faut-il toujours rester immobile ?

Non.

Si l’objectif est :

la plus grande qualité du prochain sprint,

une récupération passive ou très légère peut être avantageuse lorsque l’intervalle est court.

Si l’objectif est :

reproduire davantage les contraintes d’une séquence de match,

une récupération active peut être volontairement choisie.

À RETENIR

La récupération constitue une variable de programmation.

Une récupération longue peut préserver la qualité.

Une récupération courte crée volontairement un contexte de récupération incomplète.

Il n’existe pas de ratio universel garantissant un pourcentage précis de récupération.

L’entraînement peut-il améliorer la resynthèse de phosphocréatine ?

La vitesse de récupération de la PCr n’est pas totalement fixe.

Certaines formes d’entraînement peuvent améliorer la capacité oxydative du muscle et accélérer cette resynthèse.

Une amélioration peut apparaître après quelques séances

Forbes, Slade et Meyer ont étudié sept participants physiquement actifs réalisant six séances de travail intermittent à haute intensité sur deux semaines [24].

Avant l’entraînement, la constante de temps de récupération était :

43 ± 14 secondes.

Après les six séances :

37 ± 15 secondes [24].

Elle avait donc diminué d’environ :

14 %.

L’amélioration semble liée à la capacité oxydative

Larsen, Befroy et Kent-Braun ont étudié huit hommes non entraînés réalisant eux aussi six séances comprenant des efforts maximaux de trente secondes [25].

Après une seule séance, aucune amélioration significative de la capacité oxydative mesurée n’apparaissait.

Après les six séances :

la capacité oxydative musculaire estimée avait augmenté d’environ 14 % [25].

Stock et vitesse de récupération sont deux choses différentes

Améliorer la resynthèse de PCr ne signifie pas nécessairement augmenter sa concentration de repos.

Dawson et collaborateurs ont étudié neuf hommes entraînés après six semaines de travail de sprint [27].

Plusieurs performances s’amélioraient.

Mais les concentrations de repos en ATP et PCr ne changeaient pas significativement [27].

IDÉE REÇUE

« Améliorer le système phosphagène signifie forcément stocker davantage de PCr. »

Non.

La quantité présente au repos et la vitesse à laquelle elle peut être restaurée sont deux caractéristiques différentes.

Les sportifs d’endurance présentent une récupération plus rapide

Yoshida, Abe et Fukuoka ont comparé des coureurs de fond à des hommes non entraînés [26].

Pour les fléchisseurs plantaires :

Pour les fléchisseurs du genou :

[26]

PRUDENCE

Cette comparaison transversale ne démontre pas à elle seule que l’entraînement d’endurance a provoqué la différence.

Les études longitudinales [24,25] apportent une démonstration plus directe de l’entraînabilité du phénomène.

Sprint et capacité aérobie ne sont donc pas opposés

Les protocoles de Forbes et Larsen reposaient eux-mêmes sur des exercices intermittents maximaux [24,25].

Un travail très intense peut donc stimuler des adaptations oxydatives.

Cela montre les limites d’une classification simpliste opposant :

entraînement anaérobie

et :

entraînement aérobie.

Améliorer la PCr ne garantit pas automatiquement un meilleur sprint

La vitesse de sprint dépend également :

• de la force ;
• des qualités neuromusculaires ;
• de la coordination ;
• de la technique ;
• des propriétés mécaniques.

Une meilleure resynthèse de PCr peut être particulièrement pertinente lorsqu’il faut répéter les efforts.

Elle ne transforme pas nécessairement directement la vitesse maximale d’un sprint isolé.

SUR LE TERRAIN

Pour le footballeur, l’intérêt n’est pas de chercher un « exercice de resynthèse de phosphocréatine ».

Il est de développer simultanément :

la capacité à produire une action explosive

et :

la capacité à récupérer suffisamment vite pour pouvoir la reproduire.

Que se passe-t-il pendant un match de football ?

Un match alterne continuellement :

• marche ;
• courses ;
• accélérations ;
• décélérations ;
• changements de direction ;
• duels ;
• sauts ;
• sprints ;
• périodes de récupération active.

La PCr ne suit donc probablement pas une diminution progressive du début à la fin du match.

Elle connaît plutôt des cycles répétés :

déplétion

↓

resynthèse

↓

nouvelle déplétion.

Mesurer la PCr pendant un match est difficile

Il est impossible de réaliser une biopsie pendant qu’un joueur sprinte.

Les prélèvements sont donc réalisés après une période de jeu.

Or la PCr commence déjà à se resynthétiser lorsque l’intensité diminue.

PRUDENCE — Une biopsie est une photographie prise après l’action

Une concentration mesurée après une séquence intense peut être supérieure à la concentration minimale atteinte pendant les actions elles-mêmes.

Les valeurs de match doivent donc être interprétées avec cette limite.

Les études de match confirment néanmoins sa mobilisation

Krustrup et collaborateurs ont étudié trente et un joueurs danois au cours de matchs amicaux [28].

Des biopsies étaient réalisées avant, après et après certaines périodes particulièrement intenses.

La capacité de sprints répétés diminuait temporairement après certaines séquences et après la rencontre [28].

Cette fatigue ne pouvait cependant pas être attribuée exclusivement à la PCr.

Des données existent également chez des joueuses élite

Krustrup et collaborateurs ont étudié vingt joueuses de niveau élite [29].

Après une période intense de première mi-temps, la PCr était réduite d’environ :

16 %.

Après une période intense de deuxième mi-temps :

12 % [29].

La capacité à réaliser cinq sprints de 30 m était elle aussi altérée après différentes périodes du match.

POUR COMPRENDRE

Une diminution de 12 ou 16 % mesurée après une période intense ne signifie pas que la PCr n’a diminué que de cette valeur pendant les actions.

Une partie peut déjà avoir été resynthétisée avant le prélèvement.

Une séquence très intense peut provoquer une diminution beaucoup plus importante

Vigh-Larsen et collaborateurs ont étudié onze footballeurs bien entraînés pendant un protocole simulant un match avec deux périodes de cinq minutes de très haute intensité [30].

Après ces périodes :

la PCr diminuait d’environ 50 %

alors que :

l’ATP diminuait d’environ 4 % [30].

Les performances sur 10 m diminuaient parallèlement d’environ :

10 % [30].

Cette association ne démontre pas que la diminution de PCr explique seule la baisse de performance.

Elle confirme néanmoins sa forte mobilisation pendant les périodes de très haute intensité.

Le 5 contre 5 fournit une autre observation directe

Randers et collaborateurs ont étudié dix joueuses entraînées pendant une rencontre de football à cinq organisée en quatre périodes de douze minutes [31].

Dans les biopsies considérées comme post-SSG par les auteurs :

la créatine phosphate musculaire était diminuée d’environ 22 % par rapport à la valeur pré-exercice, tandis que l’ATP musculaire restait globalement inchangé [31].

PRUDENCE

Les prélèvements post-SSG étaient réalisés de manière échelonnée pendant les dernières minutes du protocole et nécessitaient le déplacement des joueuses jusqu’à la salle de biopsie.

Comme la phosphocréatine commence rapidement à se resynthétiser lorsque l’intensité diminue, ces mesures ne correspondent pas nécessairement à la concentration minimale atteinte pendant les actions les plus intenses [31].

Il n’existe pas « un niveau de PCr pendant le match »

Deux sprints identiques peuvent commencer dans des états différents.

Le premier peut avoir été précédé d’une longue période calme.

Le second peut survenir quelques secondes après :

• un pressing ;
• un duel ;
• une accélération ;
• un freinage.

Leurs réserves initiales ne sont donc pas nécessairement identiques.

La fatigue de fin de match n’est pas un « épuisement de PCr »

La fatigue du football implique notamment :

• les réserves de glycogène ;
• les perturbations neuromusculaires ;
• les contraintes mécaniques ;
• les équilibres ioniques ;
• la thermorégulation ;
• des facteurs centraux ;
• et de nombreux autres processus [28–31,35].

La PCr peut contribuer à certaines fatigues temporaires après des périodes intenses.

Elle ne constitue pas une explication unique de la fatigue terminale.

IDÉE REÇUE

« Plus le match avance, plus la PCr baisse jusqu’à être vide à la 90e minute. »

Ce n’est pas le modèle le plus fidèle.

La PCr est continuellement utilisée puis restaurée au gré des séquences de jeu.

Les périodes calmes participent à la préparation des actions suivantes

Marcher ou courir lentement ne signifie pas que la récupération s’arrête.

Pendant ces phases :

• le métabolisme oxydatif continue ;
• la PCr peut être resynthétisée ;
• différents équilibres cellulaires sont progressivement restaurés.

SUR LE TERRAIN

La capacité d’un joueur à produire une nouvelle accélération dépend donc également de ce qui s’est passé avant elle.

Dans un sport intermittent, produire et récupérer constituent deux dimensions du même problème de performance.

Comment utiliser ces connaissances pour construire les exercices de sprint ?

La physiologie de la PCr ne fournit pas une recette universelle du type :

6 secondes d’effort + 3 minutes de récupération.

Elle fournit surtout un cadre permettant de comprendre comment :

• la durée ;
• l’intensité ;
• la récupération ;
• le volume ;
• et la forme de l’exercice

modifient la contrainte réellement produite.

La première question est l’objectif de l’exercice

Avant de choisir la récupération, il faut déterminer ce que l’on souhaite réellement entraîner :

accélération maximale ;

vitesse maximale ;

répétition de sprints ;

ou :

actions intenses réalisées avec récupération incomplète.

Ces objectifs ne sont pas équivalents.

POUR COMPRENDRE — Partir de l’objectif

Au lieu de :

« je veux travailler l’anaérobie alactique »

il est plus utile de formuler :

« je veux que mes joueurs reproduisent des accélérations maximales de très haute qualité ».

Les paramètres de la séance peuvent ensuite être choisis en conséquence.

Pour travailler la qualité maximale, il faut protéger la qualité du sprint

Si la priorité est la vitesse ou l’accélération maximale, la récupération doit être suffisamment importante pour permettre au joueur de reproduire une forte performance.

La relation entre récupération de PCr et récupération de puissance [18] ainsi que les études manipulant la récupération [19–21] soutiennent ce principe.

Cela ne signifie pas qu’un temps universel puisse être imposé.

La performance réellement produite peut guider la séance

Sur le terrain, l’éducateur ne mesure pas la PCr.

Il peut cependant mesurer :

le temps

ou :

la vitesse réellement atteinte.

Si les performances diminuent fortement alors que l’objectif est la vitesse maximale, la nature de l’exercice a changé.

PRUDENCE

Une perte de vitesse n’est pas un « test de PCr ».

Elle peut avoir de nombreuses causes.

Elle renseigne néanmoins directement sur la qualité de performance que l’on cherchait à reproduire.

Une récupération courte construit volontairement un autre exercice

Lorsque la récupération est réduite :

la restauration est plus incomplète

et :

le sprint suivant commence dans un autre contexte physiologique.

Iaia et collaborateurs ont comparé pendant cinq semaines chez de jeunes footballeurs six sprints de 30 m séparés soit par :

15 secondes

soit :

30 secondes de récupération [32].

Les deux programmes amélioraient différentes performances, mais leur profil d’adaptation n’était pas parfaitement identique [32].

PRUDENCE

Cette étude ne permet pas de conclure que :

15 secondes développent obligatoirement une qualité

et :

30 secondes une autre.

Elle montre surtout que modifier la récupération modifie le stimulus.

Durée et distance doivent correspondre à l’objectif

Un sprint de trois secondes et un effort maximal de trente secondes ne doivent pas être regroupés simplement parce qu’ils sont tous les deux réalisés « à fond ».

Leur profil énergétique, mécanique et leur fatigue sont très différents.

De même :

10 m départ arrêté

et :

30 m lancés

ne sollicitent pas la même qualité mécanique.

La physiologie énergétique doit donc toujours être combinée à l’objectif mécanique.

Les séries peuvent servir à contrôler la fatigue

Un volume de douze sprints peut être réalisé :

1 × 12

ou :

3 × 4.

Une étude récente de Fernández-Penedo et collaborateurs chez des U16 a comparé différentes structures de séries avec un volume total comparable [33].

Les deux organisations amélioraient plusieurs performances sans différence significative claire entre groupes [33].

Il n’existe donc pas une structure universellement supérieure.

Pour un travail de très haute qualité, fractionner le volume peut néanmoins permettre de mieux contrôler la dégradation de la performance.

Davantage de fatigue ne signifie pas automatiquement davantage d’efficacité

Raccourcir la récupération rend facilement l’exercice plus difficile.

Mais :

plus difficile

ne signifie pas nécessairement :

plus adapté à l’objectif.

Si la vitesse chute fortement, l’exercice peut progressivement s’éloigner d’un travail de vitesse maximale.

IDÉE REÇUE

« Moins je laisse récupérer, plus je travaille efficacement les sprints répétés. »

Pas nécessairement.

L’objectif n’est pas de produire le maximum de fatigue.

Il est de produire la contrainte adaptée à la qualité recherchée.

Et les changements de direction ?

Ajouter un changement de direction modifie simultanément :

• la vitesse atteinte ;
• l’accélération ;
• la décélération ;
• les forces mécaniques ;
• la durée de l’effort.

Dans une étude de Beato et collaborateurs, des joueurs ont suivi pendant deux semaines soit un entraînement de sprints linéaires, soit un entraînement comportant un demi-tour à 180° [34].

Les deux modalités différaient toutefois également par la distance totale de chaque répétition : 30 m en ligne droite contre 20 + 20 m dans la condition avec changement de direction. L’étude ne permet donc pas d’isoler expérimentalement le seul effet du demi-tour.

Les résultats illustrent néanmoins un principe important : modifier la géométrie d’un sprint modifie simultanément la vitesse atteignable, les accélérations et décélérations ainsi que les contraintes mécaniques de la tâche [34].

PRUDENCE

Un sprint linéaire et une navette couvrant une distance totale comparable ne constituent pas deux exercices physiologiquement et mécaniquement équivalents.

Le ballon modifie encore la tâche

Ajouter :

• une conduite ;
• une passe ;
• un duel ;
• une finition ;
• une prise d’information

peut améliorer certaines dimensions de spécificité.

Mais cela peut aussi modifier la vitesse réellement produite.

Un exercice avec ballon n’est donc pas automatiquement « meilleur ».

Il correspond à un objectif différent.

Trois grandes familles pratiques

Cette classification est une proposition pratique issue de la synthèse, et non une nomenclature physiologique universelle.

Un exercice ne doit pas être nommé d’après une molécule

Les expressions :

« exercice ATP-PCr »

« séance phosphocréatine »

ou :

« travail 100 % alactique »

peuvent laisser croire qu’un système peut être isolé.

Ce n’est pas le cas.

Il est plus précis de décrire :

des sprints maximaux avec récupération importante

ou :

des sprints répétés avec récupération courte.

SUR LE TERRAIN

Avant un exercice de sprint, l’éducateur peut se demander :

Quelle qualité mécanique est recherchée ?

Quelle baisse de performance est acceptable pour cet objectif ?

Quel degré de récupération est souhaité ?

Quel volume peut être réalisé sans transformer involontairement l’exercice ?

Ce que les joueurs produisent réellement correspond-il encore à l’objectif ?

L’objectif n’est donc pas de :

« vider la phosphocréatine ».

Il est de construire la relation :

effort – récupération – répétition

qui correspond réellement à la qualité que l’on souhaite entraîner.

Ce que nous savons… et ce qu’il faut éviter de simplifier

La place de la PCr dans les efforts explosifs est solidement documentée.

Mais ces connaissances perdent rapidement en précision lorsqu’elles sont transformées en règles telles que :

« la PCr dure six secondes »

« un sprint est 100 % alactique »

ou :

« trois minutes = récupération complète ».

La PCr répond très rapidement à une forte demande en ATP

Lorsque la demande énergétique augmente brutalement, la PCr peut transférer rapidement son groupement phosphate à l’ADP grâce à la créatine kinase.

Les études humaines montrent une forte diminution de PCr alors que l’ATP est beaucoup mieux préservé [1–5].

On peut donc raisonnablement affirmer que :

la PCr constitue un mécanisme majeur permettant de soutenir rapidement le renouvellement de l’ATP lors des augmentations brutales de la demande.

Mais elle ne remplace jamais l’ATP

Il est incorrect de présenter :

ATP puis PCr

comme deux carburants successifs.

L’ATP reste directement utilisé par les ATPases cellulaires.

La PCr contribue à le resynthétiser.

Les systèmes ne fonctionnent pas successivement

Les premières secondes ne sont pas exclusivement phosphagènes.

La glycolyse intervient rapidement [1,9].

Le métabolisme oxydatif commence lui aussi à augmenter [10].

IDÉE REÇUE

« Les six premières secondes sont 100 % alactiques. »

Les données disponibles ne soutiennent pas cette affirmation.

Il est plus juste de parler d’une forte contribution phosphagène.

Il n’existe pas une durée fixe de fonctionnement de la PCr

La PCr peut diminuer de plus de la moitié en six à neuf secondes [1,2].

Mais cela ne signifie pas qu’elle disparaît ensuite brutalement.

Elle peut rester mesurable même après trente secondes [2,3].

Forte déplétion ne signifie pas nécessairement épuisement complet

Le terme :

« réserve vide »

doit être utilisé avec prudence.

Il vaut mieux parler :

de déplétion

ou :

de diminution de disponibilité.

La fatigue n’a pas une cause unique

La PCr est importante pour soutenir une forte puissance.

Mais la fatigue lors de sprints isolés ou répétés implique de nombreux mécanismes [35].

Il serait donc incorrect d’écrire :

« le joueur ralentit parce qu’il n’a plus de PCr ».

La PCr commence rapidement à se reconstituer

Après un sprint de six secondes, Dawson et collaborateurs retrouvaient déjà :

55 % de la valeur pré-exercice après dix secondes

et :

69 % après trente secondes [13].

Cette rapidité explique pourquoi les mesures réalisées après une action sportive peuvent déjà intégrer une partie de la récupération.

Trois minutes ne représentent pas une loi

Après certains efforts courts, une grande partie de la PCr peut être revenue après trois minutes [13].

Après un effort maximal plus prolongé, la récupération peut rester incomplète après six minutes [3].

La méta-analyse de Singh et collaborateurs confirme une importante variabilité des cinétiques [17].

La récupération dépend fortement du métabolisme oxydatif

La réaction CK ne consomme pas directement d’oxygène dans le sens PCr → ATP.

Mais la restauration de la PCr nécessite de l’ATP fourni principalement par la phosphorylation oxydative [14–16].

Cela explique l’interaction étroite entre :

qualités explosives

et :

capacités de récupération oxydative.

Nécessaire ne signifie pas toujours limitant

L’oxygène est indispensable au métabolisme oxydatif.

Mais davantage d’oxygène ne signifie pas systématiquement une récupération plus rapide dans toutes les conditions [15,16].

Les sprints successifs ne sont pas métaboliquement identiques

Au fil des répétitions :

• la PCr disponible évolue ;
• la glycolyse peut contribuer moins ;
• le métabolisme oxydatif peut prendre davantage de place ;
• la fatigue neuromusculaire peut progresser [1,18,35].

Même si la tâche extérieure reste identique, l’état interne change.

La récupération n’est pas un temps neutre

Changer la récupération revient à changer l’exercice [19–23].

Mais aucun rapport tel que :

1:5

1:10

ou :

1:20

ne garantit un pourcentage universel de PCr restaurée.

La récupération passive n’est pas toujours « meilleure »

Elle peut mieux préserver la puissance lorsque les intervalles sont courts [22,23].

Mais une récupération active peut être pertinente si elle correspond au contexte ou à l’objectif recherché.

La capacité à restaurer la PCr est entraînable

Des interventions à haute intensité ont amélioré la récupération de PCr et/ou la capacité oxydative musculaire [24,25].

Cela ne signifie pas nécessairement que la quantité de PCr au repos augmente [27].

Il faut distinguer :

stock

vitesse de récupération

capacité oxydative

et :

performance.

Le football confirme la mobilisation de PCr

Les études directement réalisées dans des contextes de football montrent une diminution de PCr après certaines périodes intenses [28–31].

Mais les biopsies ne permettent pas de suivre sa concentration seconde par seconde.

Il est donc impossible d’affirmer précisément :

« un joueur possède X % de PCr à tel instant du match ».

Le GPS ne donne pas la concentration de PCr

Distance, vitesse et récupération permettent de caractériser une partie de la charge externe.

Ils ne permettent pas de convertir directement une séquence de course en :

pourcentage précis de PCr restante.

Les mêmes données extérieures peuvent correspondre à des états internes différents.

Le message principal est finalement simple

La phosphocréatine n’est ni :

la seule source d’énergie du sprint

ni :

une batterie fonctionnant exactement six secondes.

Elle constitue une réserve rapidement mobilisable permettant de contribuer fortement au maintien de l’ATP lorsque la demande augmente brutalement.

Puis, lorsque l’intensité diminue, elle est progressivement restaurée grâce principalement à l’ATP fourni par le métabolisme oxydatif.

Dans le football, le cycle devient :

produire

↓

récupérer

↓

reproduire.

La physiologie ne fournit donc pas un chronomètre universel.

Elle fournit un cadre permettant de mieux comprendre et construire la relation entre :

effort, récupération et répétition.

À retenir

• La phosphocréatine permet de resynthétiser très rapidement l’ATP lorsque la demande énergétique augmente brutalement. Elle joue donc un rôle majeur lors des accélérations, sprints, sauts et autres efforts explosifs.
• Elle est mobilisée dès les premières secondes, mais elle n’agit jamais seule. La glycolyse et le métabolisme oxydatif contribuent eux aussi à la resynthèse de l’ATP dès le début de l’effort.
• Un sprint très court n’est donc pas “100 % alactique”. Il est plus juste de parler d’une forte contribution du système phosphagène que d’une filière énergétique exclusive.
• Les réserves de phosphocréatine peuvent diminuer très rapidement, parfois de plus de la moitié en quelques secondes d’exercice maximal [1,2]. Mais elles ne deviennent pas nécessairement nulles : il faut plutôt parler de forte déplétion que d’épuisement systématique.
• La baisse de puissance ne dépend pas uniquement de la phosphocréatine. La fatigue résulte de plusieurs phénomènes métaboliques, ioniques, contractiles et neuromusculaires qui évoluent simultanément [35].
• La phosphocréatine commence à être resynthétisée dès que l’intensité diminue. Cette récupération dépend fortement de l’ATP produit par le métabolisme oxydatif et donc, indirectement, de la disponibilité en oxygène [14–16].
• Il n’existe pas un temps universel de récupération complète. Trois minutes peuvent permettre une restauration importante après certains efforts courts, mais la récupération dépend de la déplétion initiale, du muscle, de l’exercice, du pH, de la capacité oxydative et de l’individu [2,3,13,17].
• Lorsque les sprints se répètent, le contexte énergétique change. Le sprint suivant peut commencer avec une phosphocréatine encore partiellement restaurée, tandis que la contribution glycolytique et la contribution oxydative évoluent au fil des répétitions [1,13,18].
• Pour l’entraîneur, la récupération est une véritable variable de programmation. Une récupération importante favorise la reproduction de sprints de très haute qualité ; une récupération plus courte crée volontairement une situation de récupération incomplète. L’objectif n’est donc pas de “vider la phosphocréatine”, mais de construire la relation entre effort, récupération et répétition correspondant à la qualité que l’on souhaite entraîner.

À propos de cette revue

Méthode

Cette revue est une synthèse structurée de la littérature scientifique. Elle ne constitue pas une revue systématique au sens méthodologique du terme.

La recherche bibliographique a privilégié :

• les études expérimentales réalisées chez l’être humain ;
• les travaux mesurant directement la phosphocréatine musculaire, notamment par biopsie ou spectroscopie par résonance magnétique du phosphore (^31P-MRS) ;
• les études portant sur les sprints et les efforts intermittents ;
• les travaux réalisés chez des footballeurs lorsque des données spécifiques étaient disponibles ;
• les revues et synthèses scientifiques utiles pour replacer les résultats expérimentaux dans leur contexte.

Les articles historiques ont été conservés lorsqu’ils apportaient une démonstration physiologique fondamentale qui reste pertinente pour comprendre le fonctionnement du système créatine–phosphocréatine.

Dernière recherche bibliographique : 10 août 2026.

Interprétation des données

Une attention particulière a été portée à la distinction entre :

ce qui a été directement mesuré ;

l’interprétation physiologique proposée à partir de ces mesures ;

et :

les conséquences pratiques que l’on peut raisonnablement en tirer pour l’entraînement.

Les résultats obtenus lors d’un sprint sur ergocycle, d’une contraction musculaire isolée ou d’un exercice réalisé dans un appareil de ^31P-MRS ne sont donc pas considérés comme directement équivalents à une action réalisée pendant un match de football.

Ces expériences permettent avant tout de comprendre les mécanismes physiologiques.

Les applications au football sont proposées lorsqu’elles sont compatibles avec ces mécanismes et, autant que possible, confrontées aux études directement réalisées chez des joueurs ou pendant des situations de jeu.

Limites de cette revue

La phosphocréatine est difficile à mesurer pendant des mouvements sportifs réalisés librement sur le terrain.

Une grande partie des connaissances disponibles provient donc de protocoles de laboratoire utilisant :

• l’ergocycle ;
• des contractions musculaires localisées ;
• la course sur tapis roulant ;
• des biopsies musculaires ;
• ou la ^31P-MRS.

Ces méthodes fournissent des informations particulièrement précieuses, mais elles ne permettent pas de connaître avec exactitude la concentration de phosphocréatine de chaque muscle au cours d’un sprint de football.

Les biopsies réalisées après une période de jeu présentent également une limite importante : la resynthèse de phosphocréatine commence rapidement dès que l’intensité diminue. Une concentration mesurée quelques secondes après une action intense peut donc être supérieure à la valeur minimale réellement atteinte pendant cette action.

Les études disponibles utilisent par ailleurs :

• des muscles différents ;
• des durées et intensités d’exercice différentes ;
• des niveaux d’entraînement différents ;
• des méthodes de mesure différentes ;
• et souvent des effectifs relativement réduits.

Les valeurs numériques de déplétion ou de récupération ne doivent donc pas être transformées en règles universelles applicables à chaque joueur.

Enfin, la performance en sprint et la fatigue ne dépendent jamais de la seule phosphocréatine. Les mécanismes énergétiques, neuromusculaires, contractiles et mécaniques interagissent en permanence [35].

Cette revue cherche donc à préciser la place de la phosphocréatine dans les efforts explosifs, sans lui attribuer un rôle exclusif dans la production ou la diminution de la performance.

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