Métabolisme, fonctionnement et adaptation pendant un run

Vous pratiquez le running de façon intuitive ? Savez-vous que lors d’une activité sportive, votre organisme doit s’adapter à une demande plus importante en énergie ? Mieux comprendre les processus qui se cachent derrière ces adaptations pourrait vous aider à adapter votre entraînement et ainsi continuer à progresser. Nous vous expliquons tout !

Le métabolisme 

Pour résumer, le métabolisme correspond à l’ensemble des réactions chimiques ayant lieu dans notre corps et dont l’objectif principal est de fournir l’énergie nécessaire au maintien des fonctions vitales. On peut ainsi définir deux mécanismes contraires : 

  • Le catabolisme : dégradation d’éléments afin de fournir de l’énergie 
  • L’anabolisme : synthèse d’éléments constitutionnels ou de stocks énergétiques

Les grandes voies métaboliques

Le métabolisme peut être synthétisé en trois grandes filières [1]

  • le métabolisme glucidique : il s’agit de la voie principale d’énergie. L’alimentation fournit un certain nombre de glucides, lipides, et protéines, qui par un ensemble de réactions sont transformées soit en glucose, soit stockées sous forme de glycogène essentiellement dans le foie et dans les muscles. Le glucose est alors la principale source d’énergie pour les cellules de l’organisme (le cerveau étant le plus grand consommateur avec 120 g/j). Lorsque les réserves de glycogène sont pleines et que la glycémie (taux de glucose sanguin) est encore trop élevée (apports > besoins), les glucides sont transformés par le foie et stockés sous forme de graisse au niveau hépatique (un excès peut entraïner des cirrhoses non alcooliques également appelées maladie du soda) et au niveau des adipocytes (cellules graisseuses).
  • le métabolisme protéique : les protéines consommées via l’alimentation permettent principalement de fournir les acides aminés (constituants des protéines) indispensables au renouvellement des protéines de l’organisme. Les protéines ont un grand nombre de rôles, permettant la réalisation de nombreuses réactions chimiques. Elles représentent le constituant majoritaire des muscles. Il existe 9 acides aminés dits essentiels (car ils ne sont pas synthétisés par l’organisme et doivent être apportés via l’alimentation). Les autres acides aminés peuvent être fabriqués à partir de ceux-ci. Lorsque les protéines sont consommées au delà des besoins de l’organisme, elles sont transformées et stockées sous forme de graisse ou d’ammoniac (toxique pour l’organisme) éliminé via l’urée par les urines. 
  • le métabolisme lipidique : les lipides consommés sont soit transformés en source d’énergie soit stockés lorsque les apports dépassent les besoins au niveau des adipocytes. 

La régulation du métabolisme

Le fonctionnement des voies métaboliques résulte de l’activation d’un ensemble d’hormones. Elles ont pour objectif d’adapter l’organisme à son environnement le plus rapidement possible. 

Les principales hormones impliquées  sont l’insuline, le glucagon, l’adrénaline et le cortisol.

L’activation de ces hormones est dépendante de la balance énergétique du corps, c’est à dire entre les apports et la dépense énergétique. Elles vont s’assurer du bon équilibre entre la disponibilité des ressources énergétiques (glucides, protéines et lipides) et leur stockage. 

Le métabolisme est exprimé le plus souvent en Calories (cal ou kcal) ou en Joules (J ou kJ). Lorsque la balance énergétique est en faveur d’un apport trop important, l’excédent sera stocké sous forme de graisse et engendrera une prise de poids. Alors qu’au contraire, lorsque les apports sont insuffisants par rapport aux dépenses énergétiques, une perte de poids va s’opérer.

Métabolisme et effort physique

Même si vous restez allongé sur un lit toute la journée, l’organisme a besoin d’énergie pour assurer les fonctions vitales, c’est ce que l’on appelle le métabolisme basal. Lors de la réalisation d’une activité sportive, ce besoin en énergie augmente. Le métabolisme devra ainsi s’adapter afin de fournir un substrat énergétique approprié au type d’effort [1]

Un effort court et intense va induire le déclenchement de la voie anaérobie. Elle va faire intervenir des réactions métaboliques ne nécessitant pas d’oxygène. Cette voie peut être divisée en deux sous catégories : 

  • la voie anaérobie alactique : effort très court (<10s) et très intense (départ de sprint), utilisant la créatine phosphate comme substrat 
  • la voie anaérobie lactique qui va induire la formation de lactate (ou acide lactique) : effort très intense de plus longue durée (compris entre 15s et 3min), utilisant le glucose comme substrat
  • Un effort de longue durée (>3min) va induire la mise en route de la voie aérobie, grâce à l’utilisation du glucose et des lipides principalement. Cette fois-ci, l’oxygène est indispensable. Il permet de fournir une plus grande quantité d’énergie pour faire face aux besoins accrus nécessaires au maintien de l’effort.  

Comment les différents substrats sont-ils utilisés pour fournir l’énergie ?

Si l’organisme dispose de glucides, de lipides et de protéines comme substrats énergétiques, ils ne sont pas utilisés de la même façon et dans les mêmes proportions durant l’effort physique. 

Les glucides et les lipides :

Il va dans un premier temps utiliser les glucides (circulant et en réserve sous forme de glycogène) puis les lipides. La mise en place de la lipolyse (dégradation des lipides) va avoir lieu en fonction de l’intensité de l’exercice et de sa durée, comme il est possible de le voir sur le graphique suivant du “Crossover Concept” [2]

VO2max = quantité maximale d’oxygène que peut utiliser l’organisme durant un effort intense. L’entraînement permet d’utiliser plus rapidement les lipides comme “carburant” et d’ainsi épargner les glucides. On devient alors plus endurant. 

Il existe également certaines hormones (peptides natriurétiques du coeur) synthétisées lors d’efforts de type HIIT (High Intensity Interval Training) qui activent la lipolyse (dégradation des lipides stockés) [3]

L’utilisation des graisses dépend d’un certain nombre de facteurs (entraînement, intensité, âge, poids, sexe…). Elle se fait de façon optimale à une intensité d’effort particulière nommée Lipoxmax (anciennement nommé “Crossover Point”)

Les protéines :

Les protéines musculaires constituent une part moins importante de l’apport énergétique. De façon générale, elles sont utilisées lorsque les réserves de glycogène musculaire deviennent faibles et ne garantissent plus un apport assez conséquent d’énergie. 

Lors d’un effort physique, le catabolisme des protéines musculaires participe au remodelage musculaire. Cependant, un volume d’entraînement trop important va induire au contraire une fonte musculaire les temps de repos nécessaires à la resynthèse de fibres étant insuffisants. 

Bibliographie :

[1] Poortmans, J., & Boisseau, N. (2017). Biochimie des activités physiques et sportives. De Boeck Superieur.

[2] Brooks, G. A., & Mercier, J. (1994). Balance of carbohydrate and lipid utilization during exercise: the » crossover » concept. Journal of applied physiology, 76(6), 2253-2261.

[3] Sengenes, C., Moro, C., Galitzky, J., Berlan, M., & Lafontan, M. (2005). Les peptides natriurétiques: Une nouvelle voie de régulation de la lipolyse chez l’homme. médecine/sciences, 21(1), 61-65.

Un article rédigé par :

Camille Lamy – Experte en nutrition du sport 

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