Intérêt de la programmation alimentaire pour les performances du sportif.

Intérêt de la programmation alimentaire pour les performances du sportif. A-Xavier Bigard Pr agrégé du Val-de-Grâce, Institut de Recherche Biomédicale des Armées, 38702 La Tronche (Grenoble) Vice-président de la société française de médecine du sport

Héritage génétique Facteurs déterminants de la performance Entr. spécifique Apport énergétique sélectif Apport en glucides, lipides, protéines Apports en micronutriments Apport en vitamines, minéraux, oligoéléments, Apport suffisant en énergie Moyens d améliorer - l utilisation d énergie - la production d énergie Aides ergogéniques Plusieurs catégories, dont - les aides nutritionnelles

Héritage génétique Facteurs déterminants de la performance Entr. spécifique Besoins énergétiques Macronutriments Besoins plastiques Protéines Micronutriments Aides ergogéniques Plusieurs catégories, dont - les aides nutritionnelles

Besoins importants en énergie chimique Pour permettre la contraction, la myosine convertit l énergie potentielle de l ATP en mouvement.

Filières métaboliques de resynthèse de l ATP Puissance métabolique = capacité maximale de production pour un temps très court.

Filières métaboliques de resynthèse de l ATP Puissance métabolique = capacité maximale de production pour un temps très court. Capacité aérobie = temps de maintien maximal d une fraction = en théorie très élevée (car réserves en graisse, 20% du poids corporel, soit 50-150 000 kcal ; suffisant pour 30 marathons!!!). en pratique limitée : 25 min au max, 10 h à 60% du max

Substrats utilisés (%) Relation Puissance de l exercice type de substrat utilisé glucose 100% 100% 60% 40% AG 0% Repos 20 40 60 80 100 Puissance (%max)

Substrats utilisés (%) A l exercice, 1- l utilisation des graisses reste limitée. 2- les glucides sont donc le combustible de choix pour le travail musculaire (surtout à puissance élevée) : (puisque les lipides sont difficilement utilisables) 60% 40% Repos glucose AG 20 40 60 80 100 100% 0% Puissance (%max) mais les réserves en glycogène sont limitées. * glycogène musculaire (250-400 g) et hépatique (~100 g). * glucose des liquides extracellulaires (15 g). 3- dans les conditions normales d exercice, à l état nourri, l oxydation des acides aminés reste anecdotique.

Triglycérides musculaires AGL plasmatiques Glucose plasmatique 1. production hépatique de glucose * glycog. hépatique * néoglucogenèse 2. apport exogène Glycogène musculaire (h) Exercice prolongé à puissance constante (65-70% VO 2 max).

Disciplines d Endurance et Sports de Force

Les performances sportives dépendent : Besoins plastiques (protéines) - de l état des réserves initiales en glycogène. - de l apport glucidique pendant l épreuve - de la resynthèse de glycogène, dès l arrêt de l épreuve

Les performances sportives dépendent : 1. de l état des réserves initiales en glycogène. - de l apport glucidique pendant l épreuve - de la resynthèse de glycogène, dès l arrêt de l épreuve mixte Temps (min) La nutrition glucidique, par les réserves en glycogène, représente un vrai déterminant des performances en endurance (Hultman et coll., 1978)

Les performances sportives dépendent : - de l état des réserves initiales en glycogène. 2. de l apport glucidique pendant l épreuve - de la resynthèse de glycogène, dès l arrêt de l épreuve Dans le foie, l entraînement induit une augmentation de la néoglucogenèse - au repos, - à l exercice, aussi bien en puissance absolue que relative. Production hépatique de glucose Dans le foie, l entraînement induit une augmentation de la néoglucogenèse à partir de l ensemble des substrats. (Burelle et coll., 2000)

Les performances sportives dépendent : - de l état des réserves initiales en glycogène. 2. de l apport glucidique pendant l épreuve - de la resynthèse de glycogène, dès l arrêt de l épreuve Apport exogène pendant l exercice - impératif au-delà de 1,5 à 2 heures - utiliser l eau comme vecteur d apport * nécessité de thermolyse * moyen le plus efficace de perdre de la chaleur, c est l évaporation de la sueur * sudation nécessaire, indispensable, mais risques de déshydratation si mauvaise compensation * importance à adapter ses apports en fonction des conditions extérieures (T C, vent, hygrométrie, etc.)

Les performances sportives dépendent : - de l état des réserves initiales en glycogène. 2. de l apport glucidique pendant l épreuve - de la resynthèse de glycogène, dès l arrêt de l épreuve Efficacité hydratation (et de l apport énergétique) dépend de : apport spontané (boissons agréables au goût et en température) - intérêt à étudier les arômes des boissons de l effort - réduire leur caractère «sucré» - étudier les variations des sensations de goût induites par l exercice prolongé et la fatigue (Hubbard et coll., 1984)

Les performances sportives dépendent : - de l état des réserves initiales en glycogène. 2. de l apport glucidique pendant l épreuve - de la resynthèse de glycogène, dès l arrêt de l épreuve Efficacité hydratation (et de l apport énergétique) dépend de : apport spontané (boissons agréables au goût et en température) vidange gastrique (boissons isotoniques)

Scores de pesanteur abdominale après différents débits d ingestion au cours d exercices de pédalage. a, différent avec le débit 400 ml/15 min b, différent avec la 15ème min (Mitchell and Voss, 1991) Vitesse de vidange gastrique suivant 2 modes d administration de la boisson : 1 ingestion unique (8 ml/kg), ou 4 ingestions de 2 ml/kg toutes les 20 min. (Rehrer et coll., 1990)

Les performances sportives dépendent : - de l état des réserves initiales en glycogène. 2. de l apport glucidique pendant l épreuve - de la resynthèse de glycogène, dès l arrêt de l épreuve Efficacité hydratation (et de l apport énergétique) dépend de : apport spontané (boissons agréables au goût et en température vidange gastrique (boissons isotoniques) absorption intestinale - importance du glucose (faible osmolarité) - importance du NaCl

Glycogène musculaire (mmol/kg) Les performances sportives dépendent : - de l état des réserves initiales en glycogène. - de l apport glucidique pendant l épreuve 3. de la resynthèse de glycogène, dès l arrêt de l épreuve - processus lent - dépend étroitement de la nature des apports énergétiques Régime hyperglucidique Régime hypoglucidique temps (h) (Costill et Miller, 1980)

Synthèse en glycogène musculaire (µmol/g) Plusieurs facteurs déterminent la vitesse de resynthèse du glycogène : 1) Les horaires de prise alimentaire après l arrivée de l épreuve (ou à l arrêt de l exercice) 20 * $ prise immédiate 16 12 8 2h post - exercice Consommation d un soluté riche en CHO dès l arrêt de l exercice ou 2 h après. *, différence avec la prise différée ; $ différence avec la prise différée entre 2-4h. (Ivy et coll., 1988). 4 0 0-2 h 2-4 h

2) La quantité de CHO consommés est un déterminant essentiel de la vitesse de resynthèse du glycogène. (Sherman et Lamb, 1988) CHO consommé (g/j) Resynthèse glycogénique après un exercice épuisant. Relation avec la quantité de CHO consommée. (Sherman et Lamb, 1988).

3) La fréquence d ingestion des solutés (ou aliments) de renutrition influe aussi sur la vitesse de resynthèse du glycogène. Vitesse de resynthèse du glycogène musculaire dans la période de 4 à 10 heures qui suit l arrêt de l exercice. Utilisation d une maltodextrine de faible osmolalité. (Doyle et coll., 1993)

Glycogène musculaire (mmol/kg) 4) Le type de CHO consommé joue un rôle dans la vitesse de resynthèse du glycogène. 160 120 Faible index glycémique Index glycémique élevé * 80 40 0 Arrêt exercice 24h après Concentrations musculaires en glycogène, à l issue et 24 h après la réalisation d un exercice prolongé, chez des sujets ayant consommé 10 g de CHO par kg de poids corporel dans les 24 heures qui suivent l exercice. Ces CHO sont des sucres à faible, ou à fort index glycémique. *, différent de l utilisation de sucres à faible index glycémique, P<0,05. (Burke et coll., 1993)

Glycogène musculaire (mmol/kg) 5) La vitesse de resynthèse du glycogène varie avec l état d entraînement du sujet. 250 200 Sujets sédentaires Sujets entraînés * 150 100 50 0 * 15 min 6 h 48 h Concentrations musculaires en glycogène, 15 minutes, 6 et 48 heures après la réalisation d un exercice prolongé. *, différent des mesures réalisées chez les sujets sédentaires, P<0,05. (Greiwe et coll., 1999) *

Stockage glycogène musculaire (mmol/l/4h) 6) Stratégies nutritionnelles mises en œuvre afin de maximiser la vitesse de resynthèse du glycogène. L attention s est portée vers les associations CHO-protéines (modulation de production d insuline). CHO-Prt H-CHO L-CHO Resynthèse glycogénique après un exercice épuisant et consommation de solutés riches (108 g, H-CHO) ou moyennement chargés en hydrates de carbone (80 g, L-CHO), ou comportant des protéines (80 g 28 g, CHO-Prt). *, différence avec les suppléments de CHO, P<0,05. (Ivy et coll., 2002)

Conclusions partielles Constat Utilisation limitée des AGL à l exercice. Besoin Importance du glucose, à l exercice. - fonction de la puissance de l exercice - réserves limitées mais modulables, nécessité d apport exogène : stratégies nutritionnelles développées La qualité et la vitesse de resynthèse de glycogène sont des facteurs importants de la récupération d exercices soutenus et épuisants. Dès lors que la vitesse de resynthèse du glycogène devient déterminante (épreuves sportives à étapes, par séries qualificatives, phases d entraînement en haute intensité) il faudra envisager la prise de CHO le plus précocement possible après la fin de l épreuve.

Besoins plastiques (protéines) Cinétique d évolution des synthèses et de la lyse protéique à l issue d un exercice de force (d après Lemon, 1998)

Recommandations d apport quand apporter des protéines? Balance Protéolyse Protéosynthèse Effets de l horaire d apport d une solution mixte glucido-protéique (10 g prot, 8 g CHO, 3 g lipides) sur les synthèses protéiques spécifiquement musculaires. (d après Levenhagen et coll., 2001)

Basal CHO CHO + Prot Balance Protéolyse Protéosynthèse Importance des protéines dans la solution prise immédiatement en fin d exercice afin de favoriser les resynthèses de protéines musculaires. (d après Levenhagen et coll., 2002) Pour améliorer les synthèses protéiques (et la masse musculaire), il faut de l énergie et des acides aminés présents en nombre suffisant

Statut énergétique de différentes catégories de sportifs WL, haltérophiles, BB, culturistes, WR, lutteurs. (d après Lemon, 2000)

Apport protéique et Masse musculaire On peut augmenter les synthèses protéiques en augmentant la pénétration des acides aminés dans le secteur intracellulaire. (d après Tipton et Wolfe, 1997)

Synthèses protéiques totales (mg/kg.h) Oxydation de la leucine (µmol/kg.h) Apport protéique et Masse musculaire 400 A 200 B 300 * * 150 * * 200 100 100 50 0 LP MP HP 0 LP MP HP Evaluation des synthèses protéiques totales de l organisme (A) et de l oxydation de la leucine (B) chez des athlètes entraînés dans un sport de force et soumis à différents régimes : faible apport en protéines (LP, 0,9 g/kg.j), modéré (MP, 1,4 g/kg.j) et élevé (HP, 2,4 g/kg.j). *, différence avec les mesures réalisées pour le faible apport en protéines, P<0,05. (d après Tarnopolsky et coll., 1992)

Recommandations d apport - besoins largement supérieurs aux sujets sédentaires * maintien de la masse musculaire : apports de sécurité pour maintenir la balance azotée : 1,3 à 1,5 g/kg.j * sujets désirant développer leur masse musculaire par la musculation. Assurer les besoins en composés azotés : 1,8 à 2 g/kg.j. - les 2/3 de l apport doivent être couverts par les aliments courants - le reste par des suppléments (protéines à haute valeur biologique) - veiller aux apports en glucides et en eau (rôle anabolisant de l insuline). * effets adverses des régimes à haut apport protéique : - charge fonctionnelle rénale, spoliation hydrique - déficit calcique - jamais d apports protéiques supérieurs à 2,5 g/kg.j - pas d indication de supplémentations en acides aminés spécifiques

Conclusions partielles 1. Il y a une réelle augmentation des besoins en protéines, liée à une accélération du turn-over des protéines musculaires. 2. Si le rôle spécifique de la ration protéique sur l augmentation de masse musculaire est douteux (une juste couverture des besoins suffit), le rôle propre de l exercice sur la construction protéique est majeur. 3. Il convient aussi : - de gérer les apports en glucides (rôle énergétique direct et anabolisant de l insuline) - de définir le moment idéal pour les apports glucido-protéiques (voie de recherche dans l avenir) 4. Attention aux effets adverses sur l état de santé des apports protéiques exubérants.

Besoins plastiques (micronutriments) Les Vitamines chez le sportif En théorie, besoins en vit B augmentés - augmentation des enz. mitochondriales en réponse à l entraînement - naturellement couverts par une alimentation riche, variée et équilibrée.

Besoins en vitamines antioxydantes augmentés - vitamine C * apports par agrumes, légumes, salade, foie * besoins dépendants du niveau d activité physique - vitamine E * apports par lait, beurre, œuf, huiles végétales, germes de céréales, épinard, salade, chou. * besoins augmentés par la pratique régulière de l exercice. * supplémentation permettrait de prévenir les dommages engendrés par le stress oxydatif.

Minéraux, oligoéléments magnésium : besoins augmentés, mais naturellement couverts dans de bonnes conditions nutritionnelles. calcium : apports souvent assez faibles retentissements sur la masse osseuse effets néfastes des apports protéiques massifs NaCl - KCl... zinc, cuivre, oligoéléments cofacteurs de systèmes antioxydants besoins augmentés chez le sportif Fer fer héminique: plus facilement absorbé (23%) fer non héminique: seulement 3 à 8% absorbé facilitateur absorption: vitamine C Pas de supplémentation sauvage, sans bilan biologique préalable

Répartition des glucides, lipides et protides dans l apport énergétique total quotidien (AETQ) % de l apport énergétique total Personnes peu actives Sportifs d endurance de haut niveau Sportifs de force de haut niveau Glucides Lipides Protéines 50 à 55% 30 à 35% 12 à 16% 55 à 65% 15 à 30% 12 à 15% 50 à 55% 20 à 30% 15 à 25%

Conclusions Besoins spécifiques du sportif, justifiés pour des - raisons énergétiques, - nécessités plastiques, - de protection de l organisme (antioxydants) Importance rappelée des effets spécifiques de l entraînement sur le métabolisme énergétique à l exercice. Grandes règles qui jouent un rôle pour les performances (mais place majeure de l entraînement...)

Merci pour votre attention