Selon ConsoGlobe, chaque jour, près de 15 000 litres d’air traversent nos voies respiratoires et nos poumons, un chiffre qui témoigne de l’importance vitale de la respiration. De son côté, le métabolisme est inévitablement dépendant du système respiratoire, ce dernier étant responsable de l’apport d’oxygène dont nous avons besoin pour transformer les nutriments en énergie, et pour éliminer certains déchets métaboliques. Mais quelle est l’importance réelle de la respiration et de l’oxygène sur le métabolisme ?

Le rôle de l’oxygène dans l’organisme

Si le métabolisme est défini comme « l’action d’assimiler les aliments et de les convertir en énergie », il se trouve qu’il a besoin d’oxygène pour fonctionner durablement. L’organisme lui-même se détériorera rapidement sans un approvisionnement suffisant. L’amélioration de cet apport en oxygène, ainsi que du processus d’absorption et d’assimilation, est donc indispensable pour optimiser la quantité d’énergie synthétisée et éliminer les déchets métaboliques.

En vérité, même l’acte le plus élémentaire du quotidien, comme bouger, se déplacer, consomme de l’oxygène, comme on peut le lire sur ce site. Pour digérer et assimiler la nourriture, nous avons besoin d’oxygène. Toutes les fonctions de l’organisme utilisent probablement de l’oxygène, mais seulement à des degrés différents. Il se trouve aussi que nous avons besoin d’oxygène pour brûler la plupart des molécules nutritives. Néanmoins, en théorie, il est possible de brûler du sucre pour produire de très petites molécules d’énergie sans utiliser d’oxygène. Nous appelons cette exception « le métabolisme anaérobie », et c’est ce que font les cellules lorsque nous fournissons un effort physique considérable.

Il existe donc deux types de respiration cellulaire (que nous pouvons désormais appeler « métabolisme cellulaire ») : la respiration aérobie et la respiration anaérobie. La respiration aérobie se produit lorsqu’il y a suffisamment d’oxygène pour alimenter l’organisme, tandis que la respiration anaérobie se fait lorsqu’il n’y a pas d’oxygène. Nous déterminons donc le type de respiration qui se produit selon le type d’activité physique que nous fournissons, et suivant son intensité et sa durée.

Respiration et métabolisme

La respiration s’effectue dans les poumons

La respiration est tout simplement le processus qui véhicule l’oxygène de l’air vers les tissus corporels et élimine, par la même occasion, le dioxyde de carbone. De son côté, le métabolisme fait référence à toutes les réactions chimiques qui se passent dans le corps, incluant les réactions qui utilisent de l’oxygène et génèrent du dioxyde de carbone. L’oxygène et le dioxyde de carbone sont donc impliqués à la fois dans la respiration et dans le métabolisme.

L’air pénètre dans le nez, où il est réchauffé et humidifié avant d’entrer dans les poumons. Une fois l’air parvenu aux alvéoles (petits réservoirs d’air dans les poumons), l’oxygène se répartit dans le sang, à travers les capillaires des alvéoles, tandis que le dioxyde de carbone (produit du métabolisme) quitte le sang pour se diffuser ensuite dans l’air. C’est donc pendant l’expiration (une phase incontournable de la respiration) que la plus grande partie du dioxyde de carbone est libérée dans l’atmosphère.

Le métabolisme s’effectue dans tous les tissus

Après avoir quitté les poumons, le sang oxygéné est pompé dans tout le corps par le cœur. Une fois entré dans les capillaires des tissus, l’oxygène se libère du sang et pénètre dans les cellules, où il sera utilisé dans les réactions métaboliques. Ces dernières produisent alors du dioxyde de carbone qui, une fois encore, entre dans le sang lorsqu’il quitte les tissus, pour être renvoyé aux poumons et éventuellement dans l’atmosphère.

En fait, toutes les réactions chimiques qui se produisent dans le corps sont forcément des réactions métaboliques. Certaines réactions utilisent les molécules pour produire de l’énergie, tandis que d’autres, à l’inverse, créent des molécules en utilisant l’énergie. Le premier type de réactions, qui utilise l’énergie, inclut notamment la confection de nouvelles membranes et la synthèse de protéines. Chaque cellule ainsi créée doit stocker de l’énergie récupérée à partir des nutriments afin qu’il y ait suffisamment de ressources pour créer de nouvelles molécules.

Respiration et métabolisme

Les phases de la respiration cellulaire

Il y a trois étapes incontournables qui conditionnent la respiration cellulaire et le métabolisme cellulaire : la glycolyse, la phosphorylation oxydative et le cycle de Krebs-Martius.

La glycolyse est le processus métabolique qui se produit dans le cytosol des cellules, se traduisant par la conversion du glucose (sucre) en deux molécules de pyruvate. C’est une réaction anaérobie qui, pour rappelle, ne nécessite pas d’oxygène. Il en résulte la production de deux molécules d’ATP (adénosine triphosphate) qui constituent une énergie utilisable.

Ensuite vient l’étape de la glycolyse qui utilise les molécules de pyruvate produites. En présence de dioxygène dans les corps cellulaires, le pyruvate peut être déshydrogéné et décarboxylé afin de former une molécule riche en énergie. Il en résulte la libération de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, qui implique donc la perte d’atomes d’oxygène combinés à de l’oxyde (donc inutilisables pour la respiration cellulaire).

Le cycle de Krebs-Martius est une phase aérobie qui nécessite de l’oxygène, et se produit dans les mitochondries de chaque cellule du corps humain. Les mitochondries sont en quelque sorte la centrale électrique de la cellule, produisant la plus grande partie de l’approvisionnement en cellules d’ATP. Dans ces zones intracellulaires se produit également la chaîne de transport d’électrons, qui se traduit par le transfert d’électrons vers des récepteurs oxygénés.

Lorsque chaque cellule de l’organisme obtient tout ce dont elle a besoin, il en résulte l’accumulation d’une grande quantité d’énergie ainsi qu’une respiration cellulaire optimale, ce qui conduit à un meilleur métabolisme. C’est donc là l’importance capitale de la respiration, d’autant que lorsque le métabolisme fonctionne normalement, ses besoins énergétiques seront satisfaits. Cela se traduit par une meilleure réparation des tissus, la désintoxication rapide, un meilleur fonctionnement des hormones…