Toutes les fonctions et tous les mouvements de l’organisme nécessitent de l’énergie. La « base énergétique » du corps (et de tous les organismes vivants) est une molécule connue sous le nom scientifique d’adénosine triphosphate ou ATP.

Bien que certaines personnes se souviennent d’avoir entendu parler de l’ATP lors de leurs cours de biologie au lycée, les détails du fonctionnement et de la fabrication de l’ATP restent flous pour la plupart d’entre nous.

Qu’est-ce que l’ATP ? Comment l’ATP est-elle fabriquée ? De quoi l’ATP est-il composé ? Où l’ATP est-elle fabriquée ? Et surtout, que fait l’ATP ?

Qu’est-ce que l’ATP ?

L’ATP, qui signifie adénosine triphosphate, est une biomolécule composée d’une base azotée (adénine) et d’une molécule de sucre (ribose) qui, ensemble, créent l’adénosine.

La composante triphosphate fait référence aux trois molécules de phosphate liées à l’adénosine.

La molécule d’ATP a été découverte pour la première fois en 1929 par le chimiste allemand Karl Lohmann, qui l’a isolée alors qu’il étudiait les contractions musculaires.

Cependant, il a fallu attendre une décennie pour que l’ATP soit pleinement compris. En 1939, Fritz Lipmann a reçu le prix Nobel pour avoir établi que l’ATP possède des « liaisons phosphate riches en énergie » et qu’elle est le vecteur universel d’énergie dans toutes les cellules vivantes.

Comment fonctionne l’ATP ?

La molécule d’ATP stocke l’énergie dans les liaisons phosphates. Lorsque les molécules de phosphate sont coupées, l’énergie utilisable est libérée.

Lorsqu’un phosphate est éliminé, la molécule est appelée adénosine diphosphate (ADP), puis lorsqu’un autre phosphate est éliminé, la molécule devient adénosine monophosphate (AMP).

La configuration la plus énergétique est l’ATP ; au fur et à mesure que les phosphates sont éliminés, de l’énergie est libérée et la molécule contient moins d’énergie.

L’ATP et l’ADP sont constamment dans un cycle qui va et vient entre l’état d’énergie le plus élevé de l’ATP et la molécule d’énergie la plus basse, l’ADP, à mesure qu’une molécule de phosphate est soit éliminée, soit ajoutée.

Ainsi, la molécule d’ATP/ADP peut être considérée comme une batterie rechargeable : lorsque la batterie est « pleine », la molécule est dans son état triphosphate d’ATP avec trois molécules de phosphate, transportant la quantité maximale d’énergie que la molécule peut contenir pour le travail cellulaire.

Lorsque la cellule a besoin d’énergie, une molécule de phosphate est retirée, de sorte que la molécule est « vidée » d’une partie de sa batterie. À l’état diphosphate, les deux molécules de phosphate, l’adénosine diphosphate (ADP), constituent la forme à faible énergie de la molécule.

Après avoir consommé des aliments, l’organisme peut convertir l’énergie contenue dans les aliments en liaisons phosphates énergétiques stockées.

Un autre phosphate peut être ajouté à l’état de « batterie faible » d’un ADP et reconvertir la molécule en ATP pleinement chargé.

Une seule molécule d’ADP/ATP peut passer par ce cycle de perte et de gain d’une molécule de phosphate ou essentiellement être chargée et déchargée un nombre incalculable de fois au cours de son cycle de vie.

Comment l’ATP est-il fabriqué ?

L’organisme produit des molécules d’ATP par un processus connu sous le nom d’hydrolyse.

L’énergie provenant des glucides, des protéines et des molécules de graisse des aliments et des boissons que nous consommons peut être utilisée pour former la molécule porteuse d’énergie qu’est l’ATP.

Les glucides constituent la principale source alimentaire utilisée pour produire de l’ATP, car le glucose, un sucre simple en lequel les molécules de glucides sont décomposées, est la principale source de carburant pour les mitochondries de nos cellules.

Les mitochondries sont des petits composants cellulaires, qui convertissent l’énergie calorique des aliments en énergie cellulaire, ou ATP, par le biais d’un processus appelé respiration cellulaire.

Essentiellement, les mitochondries sont capables d’extraire l’énergie calorique contenue dans les aliments à l’intérieur des liaisons des molécules de sucre et de la convertir en énergie utilisable par les cellules, qui, à nouveau, est la molécule d’ATP.

Il existe différents types de respiration cellulaire, qui est le processus par lequel cette conversion énergétique se produit. Lorsque la respiration cellulaire se produit en présence d’oxygène, on parle de respiration aérobie.

La respiration aérobie s’effectue par une voie connue sous le nom de cycle de Krebs.

Lorsqu’il n’y a pas suffisamment d’oxygène, comme lors d’un exercice physique de haute intensité, la respiration cellulaire peut toujours avoir lieu, mais elle utilise des voies différentes, appelées métabolisme anaérobie ou, plus précisément, glycolyse et système ATP/PC.

La conversion des molécules de glucose en ATP commence par la glycolyse, une série de réactions chimiques qui décomposent les molécules de glucose en molécules plus petites appelées pyruvate et en quatre molécules d’ATP.

Tant que la glycolyse se déroule en présence d’oxygène, les molécules de pyruvate entrent dans le cycle de Krebs, qui décompose la partie restante des molécules de sucre en porteurs d’électrons.

Les transporteurs d’électrons sont des molécules spéciales qui alimentent la synthèse de l’ATP.

Ils entrent dans la chaîne de transport d’électrons, qui est une autre voie de respiration cellulaire aérobie. Cette voie pompe des protons chargés positivement à travers la membrane interne des mitochondries, ce qui entraîne finalement une production relativement massive d’ATP par rapport aux stades et phases antérieurs du processus de respiration cellulaire.

Bien que la majeure partie de l’ATP produite dans le corps humain soit fabriquée dans les mitochondries par la respiration aérobie, l’ATP peut également être produite en anaérobie, sans oxygène, à la fois dans le corps et dans d’autres organismes vivants tels que les animaux, les plantes et même certaines bactéries.

Par exemple, dans le corps humain, lors d’un entraînement vigoureux, l’oxygène peut être insuffisant pour produire de l’énergie par voie aérobie. Dans ce cas, la glycolyse anaérobie se produit, ce qui signifie qu’au lieu du pyruvate, produit final des réactions chimiques qui composent le cycle de la glycolyse, c’est le lactate qui est le produit final.

La fermentation de l’acide lactique produit alors de l’ATP en anaérobiose. Cependant, le cycle de Krebs et la chaîne de transport d’électrons ne peuvent se produire sans une quantité suffisante d’oxygène, de sorte que le rendement potentiel de l’ATP pour chaque molécule de glucose décomposée est considérablement réduit.

En outre, la voie de la glycolyse anaérobie produit des ions hydrogène, qui sont acides et diminuent le pH de votre tissu musculaire. Une baisse du pH peut provoquer une sensation de brûlure qui peut être associée à des exercices de haute intensité tels que le sprint ou les séances d’entraînement HIIT.

Selon la recherche, lorsque la synthèse de l’ATP se produit via la respiration cellulaire aérobie dans les mitochondries, environ 32 molécules d’ATP sont produites par molécule de glucose oxydée.

Bien que la majorité de l’ATP soit produite par les voies de la respiration cellulaire, l’ATP peut également être produite par la bêta-oxydation (dans laquelle les molécules de graisse sont décomposées pour produire de l’énergie) et la cétose (dans laquelle les corps cétoniques sont brûlés pour produire de l’énergie).

Pourquoi l’ATP est-il important ?

L’ATP est indispensable à la vie de tout organisme, y compris le corps humain. Sans ATP, les cellules ne pourraient pas remplir leurs fonctions, les muscles ne pourraient pas se contracter, la digestion ne se ferait pas, le cœur ne pourrait pas battre, etc.

L’ATP est nécessaire pour exploiter l’énergie contenue dans les aliments que nous mangeons. Sans ATP, même si vous mangez, vous ne pourriez pas utiliser l’énergie potentielle contenue dans les glucides, les protéines et les lipides que vous consommez.

L’ATP peut être comparée à l’essence d’une voiture ou à la batterie de votre smartphone. Si vous êtes à zéro et que vous n’avez plus d’essence ou de batterie, le véhicule ne fonctionnera pas et votre téléphone ne sera pas utilisable.

Il est important de noter qu’en plus des macronutriments caloriques (glucides, protéines et lipides) nécessaires à la production d’ATP, les micronutriments tels que les vitamines B et les minéraux comme le cuivre, le magnésium, le manganèse et le phosphore sont également nécessaires à la production d’ATP.

Tant que vous suivez un régime alimentaire équilibré contenant suffisamment de calories pour l’activité physique que vous pratiquez, que vous vous hydratez bien et que vous vous reposez suffisamment, votre organisme devrait disposer de toutes les ressources nécessaires pour fabriquer de l’ATP et soutenir le cycle de recyclage constant de l’ATP/ADP afin d’alimenter vos fonctions essentielles de la vie ainsi que votre activité physique.

Pour comprendre les besoins caloriques quotidiens de votre corps, vous pouvez consulter notre article intitulé  » Qu’est-ce que la TDEE ? La dépense énergétique totale expliquée.