La lipolyse est la décomposition hydrolytique des graisses neutres dans le tissu adipeux. La graisse naturelle est constituée d'une molécule dans laquelle le glycérol est estérifié avec trois acides gras (appelés triacylglycérols ou triglycérides).
La lipolyse qui se déroule dans le tissu adipeux peut être divisée en trois étapes, au cours desquelles un acide gras est séparé à chaque étape.
Les acides gras issus de la scission enzymatique sont libérés dans le sang. Ils peuvent être absorbés et métabolisés par les muscles pour la β-oxydation ou par le foie pour la cétogenèse (formation de corps cétoniques en état métabolique de carence en glucides). Les acides gras à chaîne courte peuvent se déplacer librement dans le sang, tandis que les acides gras à chaîne longue sont liés à des protéines de transport. Le glycérol produit par la lipolyse est également dégradé par le foie et utilisé pour la gluconéogenèse ou la synthèse d'acides gras.
Régulation
La lipolyse est principalement contrôlée par l'insuline et les catécholamines (par ex. l'adrénaline et la noradrénaline). Dans ce contexte, l'insuline a un effet anabolique (inhibition de la lipolyse) et l'adrénaline un effet catabolique (augmentation de la lipolyse). Ces effets sont principalement dus à l'influence directe ou indirecte de l'enzyme lipase hormonosensible (HSL).
Lorsque les besoins énergétiques augmentent (par exemple lors de l'entraînement), l'organisme a intérêt à mobiliser ses réserves d'énergie. Il augmente alors les concentrations de catécholamines dans le plasma sanguin. Les catécholamines activent certaines voies de signalisation cataboliques des cellules adipeuses. Celle-ci transmet un "signal de faim" intracellulaire et active la lipase hormonosensible. La lipase hormono-sensible régule la libération des acides gras du tissu adipeux.
Si l'offre en glucides et en certains acides aminés augmente dans le sang, l'insuline est libérée. Par le biais de voies de signalisation intracellulaires, l'insuline inhibe notamment de plus en plus la lipase hormonosensible, ce qui entraîne une inhibition de la lipolyse. Parallèlement, l'insuline provoque une accumulation de triacylglycérols dans le tissu adipeux.
Tu découvriras dans le prochain blog quel supplément peut aider à augmenter ta lipolyse.
La perte de graisse est un processus multifactoriel qui est influencé par les points suivants : entraînement musculaire, entraînement cardio-vasculaire, alimentation et suppléments.
Les facteurs suivants influencent la perte de graisse :
Muskeltraining
Consommation aiguë d'énergie
Taux de synthèse des protéines
"Effet de post-combustion"
Alimentation
Apport d'énergie
Répartition des nutriments
Entraînement cardio-vasculaire
Consommation aiguë d'énergie
Oxydation des graisses
"Effet de post-combustion"
Suppléments
Lipolyse
Consommation d'énergie
Comment le fait d'être "plus musclé" influence-t-il la consommation d'énergie ?
Augmentation du chiffre d'affaires du travail
Plus l'homme est lourd, plus sa consommation d'énergie est élevée
Augmentation de la Chiffre d'affaires de base
Le taux de synthèse des protéines musculaires est de 0,075%/h = 1,8%/d, ce qui correspond à 485 kcal/d pour 50 kg de masse musculaire. 1 kg de masse musculaire en plus augmente donc ton métabolisme de base d'environ 50 kcal par jour.
Augmentation de la chiffre d'affaires pour la constitution de la masse musculaire et les processus de réparation.
Le développement de la masse musculaire et les processus de réparation des muscles consomment de l'énergie. La consommation d'énergie a tendance à être plus importante lorsque l'intensité est élevée.
L'élimination des graisses se fait en deux étapes
La dégradation des graisses se fait en deux étapes. D'une part, les acides gras doivent être "extraits" du tissu adipeux dans une première étape, appelée lipolyse. D'autre part, dans une deuxième étape, l'oxydation des acides gras a lieu dans le cycle de Krebs dans les mitochondries (mise à disposition d'énergie).
Tu découvriras dans le prochain blog ce qu'est exactement la lipolyse et comment elle est régulée.
Potentiel On appelle potentiel la quantité maximale d'oxygène que le corps humain est capable d'utiliser (VO2max). L'oxygène est absorbé dans le sang à partir de l'air ambiant au niveau des poumons. Le sang riche en oxygène alimente ensuite tous les organes en oxygène via le système cardiovasculaire. Dans les muscles squelettiques, l'oxygène est ensuite absorbé pour fournir de l'énergie aux cellules musculaires. Le flux sanguin dans le système cardiovasculaire est déterminé en grande partie par la capacité de pompage du cœur. Celle-ci résulte du produit de la fréquence cardiaque et du volume de battement (volume de sang qui peut être éjecté par un seul battement de cœur). Un entraînement par intervalles régulier et intensif entraîne une augmentation du volume des battements et donc une augmentation de la capacité de pompage du cœur, ce qui entraîne une diminution de la fréquence cardiaque lors d'efforts sous-maximaux et au repos (fréquence cardiaque de repos plus basse). Suite à cette adaptation, la VO2max augmente également. Fréquence cardiaque d'entraînement : 90 - 95 % de la fréquence cardiaque maximale ou selon Borg 8 - 9
Épuisement L'épuisement indique l'intensité qui peut encore être fournie en tant que performance d'endurance. Selon la définition, cette performance doit pouvoir être réalisée pendant 20 minutes à "concentration constante de lactate dans le sang" après un échauffement de 10 minutes (état d'équilibre maximal du lactate). L'épuisement détermine donc à quel point le potentiel peut être exploité dans le domaine de l'endurance (%VO2max). Il est souvent appelé "seuil anaérobie". Plus la mise à disposition d'énergie aérobie est développée (volume mitochondrial plus élevé, meilleure capillarisation), plus l'utilisation est élevée. Une amélioration de l'épuisement se traduit par la possibilité de fournir des intensités plus élevées dans le domaine de l'endurance. Fréquence cardiaque d'entraînement : 65 - 75 % de la fréquence cardiaque maximale ou selon Borg 3 -5
Résistance à la fatigue La résistance à la fatigue définit la durée pendant laquelle un effort d'endurance quelconque peut être fourni (tlim). Différents facteurs jouent un rôle important à cet égard :
Un métabolisme aérobie bien entraîné assure la fourniture d'énergie à long terme.
Une thermorégulation efficace permet d'éviter que la température du corps n'augmente trop pendant l'entraînement et ne limite les performances.
Plus les réserves de glycogène dans les muscles sont importantes, plus les efforts d'endurance intenses peuvent être réalisés longtemps.
Plus les muscles respiratoires sont entraînés, moins ils se fatiguent rapidement pendant les efforts d'endurance intenses.
Les aspects mentaux jouent également un rôle déterminant (combien de temps l'arrêt de l'effort peut être retardé lors d'un effort d'endurance fatigant).
Fréquence cardiaque d'entraînement : 85 - 90 % de la fréquence cardiaque maximale ou selon Borg 7 - 8
Ton coach te conseillera volontiers pour la mise en œuvre.
Comme nous l'avons déjà expliqué, un entraînement cardio-vasculaire régulier et systématique entraîne une augmentation des performances physiques et provoque des adaptations notables dans le système cardio-vasculaire et dans la musculature de travail. La couverture des besoins en oxygène, qui augmentent avec le travail physique, est assurée par un système de transport d'oxygène sophistiqué. Ce système comporte plusieurs niveaux, chacun d'entre eux étant régi par des mécanismes différents qui peuvent limiter le transport de l'oxygène. Sans entrer dans les détails, ces étapes sont les suivantes
les poumons, respectivement les échanges gazeux pulmonaires,
le cœur et le sang,
les capillaires musculaires et enfin
les mitochondries.
Composants de l'absorption d'oxygène (Bassett et Howley 2000)
Pour simplifier, on peut diviser les déterminants de l'approvisionnement en oxygène en une composante centrale et une composante périphérique (en laissant de côté le premier déterminant, à savoir les échanges gazeux pulmonaires, car ils ne limitent pas l'approvisionnement en oxygène chez les personnes en bonne santé et "au niveau de la mer"). Selon la loi postulée dès 1870 par Adolf Fick, la composante centrale de la consommation d'oxygène est le débit cardiaque (combien de litres de sang le cœur pompe-t-il par minute) et la composante périphérique est la différence artério-veineuse d'oxygène (quelle est la différence de concentration d'oxygène entre le sang artériel et le sang veineux, ou plus simplement : quelle quantité d'oxygène l'organe "prélève" dans le sang).
La formule de Fick est la suivante (les abréviations et les unités de mesure sont entre parenthèses) :
Consommation d'oxygène (VO2 en ml/min) = débit cardiaque (Q en l/min) x différence artério-veineuse d'oxygène (avDO2 en ml/dl)
Le volume cardiaque par minute se calcule quant à lui comme le produit du volume des battements (Vs en ml) et de la fréquence cardiaque (fH en battements par minute). Donc : combien de sang le cœur éjecte par battement x combien de fois le cœur bat par minute.
Central vs. périphérique (Fick 1870)
Résumons la situation : La composante centrale de la consommation d'oxygène dépend de la fréquence cardiaque et du volume de battement, la composante périphérique de l'épuisement de l'oxygène.
Étant donné que le volume de battements augmente avec un entraînement spécifique, mais que le débit cardiaque (ainsi que la demande en oxygène) reste à peu près le même pour un effort sous-maximal, nous mesurons une fréquence cardiaque plus basse après une phase d'entraînement pour un effort identique. C'est donc le volume de battements qui augmente grâce à l'entraînement (meilleure fonctionnalité de la contraction cardiaque et muscle cardiaque plus grand). Pour une fréquence cardiaque maximale constante, la capacité maximale de transport sanguin du cœur (le débit cardiaque maximal) augmente donc. Parallèlement, la fréquence cardiaque au repos diminue, car le cœur doit battre moins souvent pour transporter la même quantité de sang en raison du volume de battements plus important.
L'entraînement n'améliore pas seulement la composante centrale, mais aussi la différence artério-veineuse d'oxygène et donc l'épuisement de l'oxygène dans le sang. Cette amélioration est principalement due à une meilleure capillarisation (volume capillaire plus important dans les tissus, p. ex. plus de capillaires par fibre musculaire) et à un volume mitochondrial accru (mitochondries plus nombreuses ou plus grandes). En périphérie, la répartition fine de l'oxygène s'améliore ainsi que son utilisation.
Il est intéressant de noter que les composantes centrale et périphérique de la consommation d'oxygène peuvent être entraînées de manière plus ou moins spécifique. En d'autres termes, il existe des méthodes d'entraînement qui sollicitent les deux composantes de manière relativement sélective et les améliorent par la suite. C'est dans ce contexte qu'il faut voir l'affirmation faite au début sur les avantages du HIIT. Pour simplifier l'application de ces faits physiologiques à l'entraînement, nous avons développé le modèle à 3 composantes de la capacité cardiovasculaire. Celui-ci se compose du potentiel, de l'exploitation et de la résistance à la fatigue et est présenté ci-dessous.
Résumons la situation : La composante centrale de la consommation d'oxygène dépend de la fréquence cardiaque et du volume de battement, la composante périphérique de l'épuisement de l'oxygène.
Étant donné que le volume de battements augmente avec un entraînement spécifique, mais que le débit cardiaque (ainsi que la demande en oxygène) reste à peu près le même pour un effort sous-maximal, nous mesurons une fréquence cardiaque plus basse après une phase d'entraînement pour un effort identique. C'est donc le volume de battements qui augmente grâce à l'entraînement (meilleure fonctionnalité de la contraction cardiaque et muscle cardiaque plus grand). Pour une fréquence cardiaque maximale constante, la capacité maximale de transport sanguin du cœur (le débit cardiaque maximal) augmente donc. Parallèlement, la fréquence cardiaque au repos diminue, car le cœur doit battre moins souvent pour transporter la même quantité de sang en raison du volume de battements plus important.
L'entraînement n'améliore pas seulement la composante centrale, mais aussi la différence artério-veineuse d'oxygène et donc l'épuisement de l'oxygène dans le sang. Cette amélioration est principalement due à une meilleure capillarisation (volume capillaire plus important dans les tissus, p. ex. plus de capillaires par fibre musculaire) et à un volume mitochondrial accru (mitochondries plus nombreuses ou plus grandes). En périphérie, la répartition fine de l'oxygène s'améliore ainsi que son utilisation.
Il est intéressant de noter que les composantes centrale et périphérique de la consommation d'oxygène peuvent être entraînées de manière plus ou moins spécifique. En d'autres termes, il existe des méthodes d'entraînement qui sollicitent les deux composantes de manière relativement sélective et les améliorent par la suite. C'est dans ce contexte qu'il faut voir l'affirmation faite au début sur les avantages du HIIT. Pour simplifier l'application de ces faits physiologiques à l'entraînement, nous avons développé le modèle à 3 composantes de la capacité cardiovasculaire. Celui-ci se compose du potentiel, de l'exploitation et de la résistance à la fatigue et est présenté ci-dessous.
Résumons la situation : La composante centrale de la consommation d'oxygène dépend de la fréquence cardiaque et du volume de battement, la composante périphérique de l'épuisement de l'oxygène.
Étant donné que le volume de battements augmente avec un entraînement spécifique, mais que le débit cardiaque (ainsi que la demande en oxygène) reste à peu près le même pour un effort sous-maximal, nous mesurons une fréquence cardiaque plus basse après une phase d'entraînement pour un effort identique. C'est donc le volume de battements qui augmente grâce à l'entraînement (meilleure fonctionnalité de la contraction cardiaque et muscle cardiaque plus grand). Pour une fréquence cardiaque maximale constante, la capacité maximale de transport sanguin du cœur (le débit cardiaque maximal) augmente donc. Parallèlement, la fréquence cardiaque au repos diminue, car le cœur doit battre moins souvent pour transporter la même quantité de sang en raison du volume de battements plus important.
L'entraînement n'améliore pas seulement la composante centrale, mais aussi la différence artério-veineuse d'oxygène et donc l'épuisement de l'oxygène dans le sang. Cette amélioration est principalement due à une meilleure capillarisation (volume capillaire plus important dans les tissus, p. ex. plus de capillaires par fibre musculaire) et à un volume mitochondrial accru (mitochondries plus nombreuses ou plus grandes). En périphérie, la répartition fine de l'oxygène s'améliore ainsi que son utilisation.
Il est intéressant de noter que les composantes centrale et périphérique de la consommation d'oxygène peuvent être entraînées de manière plus ou moins spécifique. En d'autres termes, il existe des méthodes d'entraînement qui sollicitent les deux composantes de manière relativement sélective et les améliorent par la suite. C'est dans ce contexte qu'il faut voir l'affirmation faite au début sur les avantages du HIIT. Pour simplifier l'application de ces faits physiologiques à l'entraînement, nous avons développé le modèle à 3 composantes de la capacité cardiovasculaire. Celui-ci se compose du potentiel, de l'exploitation et de la résistance à la fatigue et est présenté ci-dessous.
Le potentiel
On appelle potentiel la quantité maximale d'oxygène que le corps humain est capable d'utiliser (VO2max). L'oxygène est absorbé dans le sang à partir de l'air ambiant dans les poumons. Le sang riche en oxygène alimente ensuite tous les organes en oxygène via le système cardiovasculaire. Dans la musculature squelettique, l'oxygène est ensuite absorbé pour fournir de l'énergie aux cellules musculaires. Le flux sanguin dans le système cardiovasculaire est déterminé en grande partie par la capacité de pompage du cœur. Celle-ci résulte du produit de la fréquence cardiaque et du volume de battement (volume de sang qui peut être éjecté par un seul battement de cœur). Un entraînement par intervalles régulier et intensif entraîne une augmentation du volume des battements et donc une augmentation de la capacité de pompage du cœur, ce qui entraîne une diminution de la fréquence cardiaque lors d'efforts sous-maximaux et au repos (fréquence cardiaque de repos plus basse). Suite à cette adaptation, la fréquence cardiaque augmente également. VO2max.
L'épuisement
L'épuisement indique l'intensité qui peut encore être fournie en tant que performance d'endurance. Selon la définition, cette performance doit pouvoir être réalisée après un échauffement de 10 minutes pendant 20 minutes avec une "concentration constante de lactate dans le sang" (max. lactat steady state). L'épuisement détermine donc dans quelle mesure le potentiel dans le domaine de l'endurance peut être exploité (%VO2max). Il est souvent appelé "seuil anaérobie". Plus la mise à disposition d'énergie aérobie est développée (volume mitochondrial plus élevé, meilleure capillarisation), plus l'épuisement est élevé. Une amélioration de l'épuisement se traduit par la possibilité de fournir des intensités plus élevées dans le domaine de l'endurance.
La résistance à la fatigue
La résistance à la fatigue définit la durée pendant laquelle un effort d'endurance quelconque peut être fourni (tlim). Différents facteurs jouent un rôle important à cet égard :
Un métabolisme aérobie bien entraîné assure la fourniture d'énergie à long terme.
Une thermorégulation efficace permet d'éviter que la température du corps n'augmente trop pendant l'entraînement et ne limite les performances.
Plus les réserves de glycogène dans les muscles sont importantes, plus les efforts d'endurance intenses peuvent être réalisés longtemps.
Plus les muscles respiratoires sont entraînés, moins ils se fatiguent rapidement pendant les efforts d'endurance intenses.
Les aspects mentaux jouent également un rôle déterminant (combien de temps l'arrêt de l'effort peut être retardé lors d'un effort d'endurance fatigant).
Les adaptations de l'entraînement sur tous les points mentionnés ont pour effet de prolonger la durée pendant laquelle une performance sous-maximale peut être fournie.
Avec le méta-entraînement, tu entraînes de manière ciblée ces 3 composantes de la capacité d'endurance qui limitent la performance. Demande conseil à ton COACH.
Qu'il s'agisse de cellules nerveuses qui transmettent des impulsions électriques ou de cellules musculaires qui fournissent un travail mécanique, chaque cellule du corps humain a besoin d'énergie. Cette énergie est stockée à l'intérieur des cellules sous forme d'adénosine triphosphate (ATP) et est libérée lors de la décomposition de l'ATP en adénosine diphosphate (ADP) et en phosphate libre (Pi) est libérée. Étant donné que les muscles ne stockent qu'une quantité très limitée d'ATP, il faut en permanence assurer le réapprovisionnement en ATP à partir d'ADP et de Pi est régénéré. Cette régénération se fait par le biais de 3 systèmes différents, dont l'expression est adaptée aux propriétés des fibres musculaires (essentiellement l'isoforme MyHC, "donc le type de fibre musculaire"). Les systèmes sont
le système phosphagène (puissance métabolique la plus élevée mais capacité la plus faible)
le système glycolytique (performance métabolique plus faible mais capacité plus élevée que le système phosphagène)
la respiration mitochondriale (puissance métabolique la plus faible, mais capacité de loin la plus importante)
2. le système phosphagène
La resynthèse de l'ATP par le système phosphagène a lieu dans le cytoplasme et comprend deux réactions chimiques par lesquelles la fibre musculaire peut récupérer de l'ATP relativement rapidement (réaction créatine kinase et adénylate kinase). 85% de la capacité déjà modeste du système sont limités par la taille des réserves intracellulaires de phosphocréatine (PCr), 15% sont consacrés à la récupération d'énergie par la réaction de l'adénylate kinase.
La créatine kinase (enzyme) catalyse la réaction de l'ADP et du PCr en ATP et en créatine (système créatine kinase PCr).
L'adénylate kinase (enzyme) transforme 2 parties d'ADP en 1 partie d'ATP et 1 partie d'AMP (adénosine monophosphate).
L'AMP et ses produits de dégradation jouent un rôle central en tant que molécules de signalisation intracellulaire. Par exemple, l'AMP stimule indirectement le transport du glucose et des acides gras dans les cellules musculaires ainsi que la métabolisation de ces sources d'énergie dans les mitochondries. De plus, elle stimule indirectement la décomposition du glycogène. Enfin, elle est liée à la biogenèse mitochondriale et les concentrations intracellulaires d'ADP et de créatine stimulent la respiration mitochondriale. Ainsi, les produits de dégradation de la décomposition de l'ATP et les composants du système phosphagène influencent directement les deux autres systèmes de production d'énergie. Comme le système phosphagène est soutenu dès le début par les deux autres systèmes, il peut contribuer de manière déterminante à la fourniture d'énergie pendant plus de 20 secondes. S'il était livré à lui-même, les réserves de PCr seraient épuisées au bout de 10 secondes. Dans la vie quotidienne, le système phosphagène nous permet d'amortir les changements rapides et de courte durée des besoins en ATP (par exemple, se lever d'une chaise, passer de la marche au sprint, etc. Le système phosphagène est particulièrement bien développé dans les fibres musculaires de type II par rapport aux fibres de type I. Les fibres musculaires de type II sont les plus riches en ATP.
3 Le système glycolytique
Le système glycolytique comprend le processus biochimique de la glycolyse. Celle-ci a lieu dans le cytoplasme cellulaire, tout comme les processus du système phosphagène. Le point de départ de la glycolyse est
glucose-6-phosphate, qui peut provenir soit du glucose libre (glycémie issue de l'alimentation, glycogène hépatique décomposé ou gluconéogenèse dans le foie à partir d'acides aminés), soit du produit de dégradation directe du glycogène musculaire. Tout comme le système phosphagène, le système glycolytique est plus développé dans les fibres musculaires de type II que dans les fibres musculaires de type I, les fibres musculaires de type II disposant également de plus grandes réserves de glycogène que les fibres musculaires de type I et pouvant mieux décomposer le glycogène. Les fibres musculaires de type II sont donc conçues pour "préparer" l'ATP via le système glycolytique. C'est pourquoi les sollicitations musculaires intenses, comme l'entraînement musculaire, ont pour conséquence que les réserves de glycogène des fibres musculaires de type II se vident en premier lieu en raison du recrutement des grandes unités motrices, alors que l'entraînement d'endurance vide principalement les réserves de glycogène des fibres de type I. Les fibres musculaires de type I sont donc plus sensibles aux sollicitations musculaires intenses.
A la fin des 10 étapes de la glycolyse, on obtient la molécule de pyruvate. Celle-ci peut alors être soit transformée en lactate dans le cytoplasme cellulaire, soit introduite dans le cycle du citrate dans les mitochondries.
Lorsque le pyruvate issu de la glycolyse est transformé en lactate, on parle de glycolyse anaérobie. Ceci, non pas parce qu'il n'y a pas d'oxygène, mais tout simplement parce que ces réactions ne nécessitent pas d'oxygène. La conversion de a) pyruvate en lactate et b) vice versa est catalysée par différentes formes de l'enzyme lactate déshydrogénase, avec par exemple une prédominance de a) dans les fibres musculaires de type II et de b) dans les fibres musculaires de type I. Pour simplifier, les fibres musculaires glycolytiques produisent donc du lactate et le libèrent dans le sang. Par la suite, les fibres musculaires oxydatives absorbent le lactate, le transforment en pyruvate et l'oxydent. D'autres organes absorbent également le lactate dans le sang et utilisent cette molécule riche en énergie comme matière première pour les processus métaboliques (foie : gluconéogenèse et production d'énergie ; cœur, cerveau, reins : production d'énergie). Contrairement à une opinion largement répandue, le lactate n'est donc pas un déchet du métabolisme anaérobie. Il parvient dans le sang via des transporteurs spécifiques toujours en combinaison avec un proton de la cellule musculaire glycolytique (l'absorption dans les fibres musculaires oxydatives se fait également via des transporteurs).
Si le pyruvate n'est pas transformé en lactate, il pénètre dans la mitochondrie et est transformé en acétylcoenzyme A (acétyl-CoA) via la pyruvate déshydrogénase. L'acétyl-CoA est la substance de base pour la production d'énergie aérobie dans la mitochondrie. C'est pourquoi on parle dans ce cas de glycolyse aérobie ("en utilisant de l'oxygène", et non "en présence d'oxygène"). En plus de la production d'acétyl-CoA à partir du pyruvate, l'acétyl-CoA peut également être produit dans les mitochondries par le processus de β-oxydation à partir des acides gras. Les acides gras arrivent du sang dans les fibres musculaires via des transporteurs d'acides gras, les fibres musculaires de type I étant mieux équipées de ces transporteurs que les fibres musculaires de type II. Dans le plasma cellulaire des fibres musculaires, les acides gras sont activés et transportés vers les mitochondries. Pour ce faire, ils sont brièvement liés à la carnitine. La carnitine joue donc le rôle de navette dans le métabolisme des graisses. Sans carnitine, aucune graisse ne pourrait être métabolisée. De plus, la carnitine fait office de tampon pour l'acétyl-CoA, dans la mesure où, en cas de forte sollicitation musculaire, la quantité d'acétyl-CoA produite est supérieure à celle qui peut être injectée à court terme dans le cycle du citrate. Une accumulation d'acétyl-CoA inhibe l'oxydation des acides gras et augmente la production de lactate.
4 La respiration mitochondriale
A l'intérieur de la mitochondrie, l'acétyl-CoA se forme à partir des acides gras activés via la β-oxydation. Celui-ci est ensuite métabolisé dans le cycle du citrate, tout comme l'acétyl-CoA issu du pyruvate, et est finalement transformé en ADP et Pi ATP se régénère. Dans le cycle du citrate, l'acétyl-CoA produit du dioxyde de carbone (CO2(qui diffuse dans le sang et est expiré par les poumons) et des équivalents de réduction
(molécules qui transfèrent de l'hydrogène et/ou des électrons). Les équivalents réducteurs se déplacent ensuite le long de la membrane mitochondriale interne, de complexe protéique en complexe protéique, et sont finalement transférés à l'oxygène, libérant ainsi de l'eau et de la chaleur. Ce processus complexe génère un potentiel électrochimique dont l'énergie est utilisée pour la resynthèse de l'ATP. La consommation d'oxygène mitochondriale détermine donc les besoins en oxygène de l'organisme.
L'énergie (ou sa mise à disposition) est une base de la vie. Pour que le corps fonctionne correctement, un apport énergétique suffisant doit être assuré par l'alimentation. La teneur en énergie de l'alimentation est indiquée en joules (J) ou en kilojoules (kJ). Afin d'éviter des valeurs trop importantes lors de l'indication en joules, on les abrège volontiers : 1'000'000 J = 1000 kJ = 1 mégajoule (MJ). L'utilisation de l'unité "calorie" ou "kilocalorie" est obsolète et n'est plus autorisée aujourd'hui dans le monde entier ; en Suisse, l'interdiction existe même depuis 1977. Il est très simple de convertir la calorie obsolète en joules, il suffit de multiplier les indications de calories par quatre environ. Inversement, on divise les joules par quatre pour obtenir les calories (les facteurs les plus précis sont : 1kJ = 0,24 kcal ou 1 kcal = 4,18 kJ).
Fournisseurs d'énergie
Les glucides, les lipides et les protéines sont les trois nutriments qui jouent un rôle important en tant que sources d'énergie pour les personnes en bonne santé. L'alcool est une source d'énergie supplémentaire, mais son importance quantitative n'est pas élevée chez les personnes en bonne santé. Le contenu énergétique des différents nutriments est indiqué ci-dessous.
Source d'énergie
Teneur en énergie par gramme
kJ
kcal
Glucides
17
4
Grosse
38
9
Protéines
17
4
Alcool
29
7
On trouve encore dans la littérature d'innombrables rapports (le plus souvent discutables) concernant la répartition des fournisseurs d'énergie dans l'alimentation. Ces recommandations s'adressent généralement à des personnes modérément actives et s'appuient souvent sur les recommandations longtemps "valables" de réduction de la part de graisses (surtout d'acides gras saturés). De même, il n'est pas rare que ces recommandations contiennent des quantités de protéines relativement faibles, qui s'orientent sur les besoins effectifs des personnes inactives. Elles ne tiennent pas compte du fait que des quantités plus élevées de protéines peuvent également être utiles et avoir un effet biologique. Les recommandations avec de faibles quantités de lipides et de protéines conduisent automatiquement à un apport élevé en glucides. C'est pourquoi, malgré des données d'études contradictoires, de nombreuses organisations de nutrition continuent de soutenir des régimes riches en hydrates de carbone et pauvres en graisses. Ceci malgré le fait qu'il existe entre-temps des preuves solides que l'apport en glucides devrait être réduit et l'apport en protéines et en graisses augmenté chez les personnes physiquement inactives.
La recommandation actuelle concernant l'apport énergétique pour les adultes en bonne santé ayant une faible activité physique selon DACH (valeurs de référence pour l'espace germanophone) ainsi qu'une répartition alternative des macronutriments selon les tendances actuellement discutées dans le domaine de la nutrition sont énumérées ci-dessous.
Source d'énergie
Apports recommandés en pourcentage d'énergie
Valeurs de référence DACH
Alternative
Glucides
> 50 %
environ 40-50 %
Grosse
≤ 30 %
env. 30-40 %
Protéines
9-11 %
env. 15-20 %
Contrairement aux personnes inactives, les sportifs ont besoin d'un apport accru en glucides en fonction du sport qu'ils pratiquent, même si cet apport ne présente aucun risque pour la santé des personnes actives sur le plan sportif.
Indications énergétiques : relatives ou absolues ?
La plupart des organisations de nutrition et de santé indiquent les recommandations d'apport en macronutriments comme % de l'apport énergétique total. Tant que le groupe cible de la recommandation présente une consommation énergétique homogène, de telles indications sont réalisables. Mais pour les sportifs, les indications relatives en % de l'apport énergétique total n'ont guère de sens. En effet, les besoins énergétiques dans le sport peuvent varier fortement en fonction du type de sport et du niveau de performance. C'est la raison pour laquelle les recommandations en matière d'alimentation sportive utilisent des valeurs absolues, c'est-à-dire des g de nutriments par kg de masse corporelle, même si là encore, la praticabilité est limitée (il vaut mieux travailler avec des pyramides alimentaires). Les valeurs absolues sont présentées ci-dessous.
Apports selon la pyramide alimentaire en g par kg de KM
Faible activité
Sportifs/ives
Glucides
3.5
5 à 10
Grosse
1.3
1 à 3
Protéines
1.5
1.2 à 2.0
Besoin en énergie
Pour simplifier, le métabolisme de base et les besoins énergétiques liés à l'activité physique constituent ensemble les besoins énergétiques totaux. Le métabolisme de base correspond à la quantité minimale d'énergie nécessaire au maintien de toutes les fonctions métaboliques vitales (y compris la digestion = "effet thermogénique des aliments") d'une personne en bonne santé qui se trouve au repos absolu depuis au moins huit heures, qui est éveillée et qui n'a rien mangé depuis 10 à 12 heures. Le taux métabolique du travail reflète la dépense énergétique liée au travail physique et dépend du type de travail, de l'intensité et de la durée de l'activité. En outre, la dépense énergétique totale est également liée à différents facteurs tels que la croissance, la grossesse, l'allaitement, le comportement, la maladie, le stress ou l'environnement.
Le taux métabolique de base
Chez les personnes peu actives physiquement, le métabolisme de base représente la plus grande partie de la dépense énergétique totale (environ 60%). Il est déterminé par différents facteurs tels que le sexe, l'âge, la masse et la surface corporelles ou la génétique, la masse corporelle maigre étant la plus importante (une grande partie de la consommation d'énergie dans la masse maigre est nécessaire à la synthèse des protéines musculaires). Avec l'âge, la masse corporelle maigre diminue. Comme les hommes disposent de plus de masse musculaire que les femmes, leur métabolisme de base est inférieur d'environ 10% à celui des hommes. Il existe certes de nombreuses formules pour calculer le métabolisme de base, mais elles ne permettent que d'approcher approximativement le métabolisme de base réel (les écarts individuels se situent entre -30 et +40%). Seule une mesure du taux métabolique de base par calorimétrie permet d'obtenir un résultat fiable.
La consommation d'énergie de travail
L'énergie est nécessaire à chaque activité physique (chaque contraction musculaire). Pour une personne active qui reste assise pendant de longues heures et qui fait peu d'exercice pendant ses loisirs, ce faible niveau d'activité représente environ 20 à 30% du métabolisme de base (consommation d'énergie supplémentaire par rapport au métabolisme de base). Comme le besoin énergétique total peut être exprimé comme un multiple du métabolisme de base, on multiplie le métabolisme de base des personnes inactives par 1,2, respectivement 1,3 (100 % de métabolisme de base plus 20-30% pour l'activité physique). Ce facteur est appelé Physical Activity Level (PAL). Un aperçu des valeurs PAL est présenté ci-dessous.
Comportement/situation
PAL
Exemples
Taux métabolique de base
1.0
Mode de vie exclusivement sédentaire ou couché
1.2
Personnes âgées et fragiles
Activités sédentaires avec peu de loisirs
1.4-1.5
Employés de bureau, mécaniciens de précision
Activité assise, temporairement en marchant ou en étant debout
1.6-1.7
Laborantin, étudiant, ouvrier à la chaîne
Travail principalement en position debout ou en marchant
1.8-1.9
Vendeur, serveur, mécanicien
Travail professionnel physiquement exigeant
2.0-2.4
Ouvrier du bâtiment, agriculteur, ouvrier forestier
Bilan énergétique
Le bilan énergétique correspond à la différence entre l'absorption et la consommation d'énergie. Si l'apport et la consommation d'énergie sont égaux, on parle de bilan nul ou de bilan énergétique équilibré. Sur une longue période, un bilan positif entraîne une prise de poids, car l'excédent d'énergie est obligatoirement stocké dans le corps. Inversement, un bilan énergétique négatif à long terme entraîne une diminution de la masse corporelle. Les principaux facteurs influençant le bilan énergétique sont donc l'apport alimentaire et la consommation d'énergie. Cependant, comme la répartition des sources d'énergie a également une influence sur la consommation d'énergie, le type d'apport semble également jouer un (petit) rôle.
Le corps ne peut stocker de l'énergie que sous forme de graisses ou de glucides. La graisse est la substance de stockage idéale pour le corps. Elle peut stocker beaucoup d'énergie dans un espace réduit, car la graisse contient d'abord plus du double d'énergie par gramme que les glucides et peut en outre être stockée presque sans eau. Lors du stockage des glucides, il faut également stocker presque le double du poids de stockage en eau. De plus, les réserves de glucides sont très limitées.
Même les composants alimentaires que le corps humain ne peut pas digérer peuvent être bénéfiques pour la santé. Si l'on considérait autrefois les fibres alimentaires comme inutiles et superflues, ces substances naturelles font aujourd'hui partie intégrante d'une alimentation saine. Les fibres alimentaires sont des substances présentes dans les aliments végétaux que l'intestin grêle humain ne peut pas assimiler. Comme les enzymes de l'organisme ne peuvent pas dégrader ces substances, elles sont éliminées avec les selles sans être digérées. (Ce n'est que dans le gros intestin que les bactéries intestinales peuvent transformer ces substances en petites quantités, les produits de dégradation libérés, par exemple les acides gras à chaîne courte, peuvent être absorbés et utilisés par l'homme. Malgré cela, le gain d'énergie apporté par les fibres alimentaires est négligeable, ne serait-ce qu'en raison de la faible quantité ingérée. Ce qui est plus important, c'est le gonflement des fibres alimentaires qui restent dans l'intestin, ce qui stimule le péristaltisme, c'est-à-dire le mouvement intestinal, et favorise ainsi le transport du contenu de l'intestin. Toutes les fibres alimentaires sont des substances de structure ou de soutien des plantes. Il s'agit aussi bien de polysaccharides (p. ex. cellulose, hémicellulose) que de lignine, de pectine, d'agar-agar et de guar.
Aliments riches en fibres alimentaires
Les fibres alimentaires sont beaucoup trop peu présentes chez les Européens de l'Ouest : les habitants des pays industrialisés occidentaux se nourrissent généralement de trop de farine de blé purifiée et ne mangent pas assez de fruits, de légumes et de produits à base de céréales complètes. Les Allemands consomment en moyenne 18 à 20 g de fibres par jour. Or, la Société allemande de nutrition (DGE) recommande de consommer au moins 30 g de fibres par jour via des aliments riches en fibres alimentaires ! Pour couvrir ce besoin, les aliments riches en fibres alimentaires devraient faire partie intégrante du menu quotidien. Il s'agit notamment du pain aux graines de lin et du pain complet, ainsi que des pois, des lentilles, des haricots, des pousses et des choux de Bruxelles. Les pâtes complètes, les biscottes complètes, le pain aux fruits, les pâtisseries et les fruits rouges sont également riches en fibres. On trouve par exemple 30 g de fibres alimentaires dans environ 350 g de pain complet. En mangeant chaque jour un ou deux fruits (si possible avec la peau), une portion de salade d'environ 75 g et environ 200 g de légumes, on couvre ses besoins journaliers en fibres alimentaires.
Effet
Les nutritionnistes distinguent les fibres alimentaires solubles et insolubles en fonction de leur effet : Les fibres alimentaires solubles comme le guar, la pectine et l'agar-agar sont particulièrement présentes dans les fruits et les légumes ainsi que dans l'avoine. Dans le gros intestin, elles se lient aux acides biliaires, qui sont ainsi éliminés avec les selles. Pour former de nouveaux acides biliaires, le corps utilise le cholestérol et, par conséquent, le taux de cholestérol dans le sang diminue. En outre, la dégradation bactérienne de ces fibres alimentaires dans le gros intestin génère certains produits de décomposition qui inhibent la synthèse du cholestérol dans le foie. Les fibres alimentaires solubles jouent justement un rôle important dans l'alimentation des diabétiques : après un repas, elles empêchent une augmentation trop rapide du taux de glycémie. Les fibres alimentaires insolubles comme la lignine, la cellulose et l'hémicellulose se trouvent surtout dans les couches périphériques des grains de céréales, c'est-à-dire dans les céréales complètes et les produits à base de céréales complètes. Dans le gros intestin, elles lient l'eau et gonflent. De plus, elles constituent la base alimentaire des bactéries dans l'intestin, qui peuvent se multiplier et produire de grandes quantités de produits métaboliques. De cette manière, l'intestin se remplit et cela stimule à son tour le mouvement intestinal. Les selles sont globalement plus molles et plus rapidement éliminées. Une alimentation riche en fibres alimentaires favorise une digestion régulière, réduit légèrement le risque de cancer du côlon et protège ainsi contre toute une série d'autres maladies du rectum (p. ex. les hémorroïdes). Le fait que les fibres alimentaires inhibent l'absorption des minéraux par l'organisme peut éventuellement avoir un effet négatif. Les personnes qui se nourrissent de produits à base de céréales complètes reçoivent normalement plus de minéraux qu'il n'en faut.
L'eau est le nutriment le plus important, dit de première limite, de toute alimentation, ce qui signifie que l'on meurt de soif bien avant de mourir de faim. Dans de nombreuses activités physiques, l'eau est en outre le principal facteur limitant de la performance. Une perte d'eau de 2 % du poids corporel (1,5 l pour 75 kg de poids corporel) peut déjà entraîner une baisse des performances. Le niveau de l'apport hydrique de base s'oriente sur l'ampleur des pertes de liquide. Il est d'environ deux à trois litres d'eau par jour pour les adultes en bonne santé. Cela ne tient toutefois pas compte d'une éventuelle compensation des pertes sudorales. La moitié de l'apport de base est généralement absorbée par la boisson, raison pour laquelle les recommandations concernant la boisson sont moins importantes que celles concernant l'apport total de liquide.
Le reste de l'eau de l'apport de base est couvert par les aliments solides ainsi que par l'eau dite d'oxydation (environ 300 ml par jour) produite par le métabolisme lors de la dégradation des glucides, des lipides et des protéines. Les pertes dues à la transpiration doivent être compensées par un ajout à l'apport de base en quantité équivalente.
Besoin
Différents facteurs influencent les besoins quotidiens en eau d'une personne en bonne santé. Le facteur le plus important pour les sportifs est l'activité physique. Selon la durée et l'intensité, on transpire plus ou moins en raison de la thermorégulation, et la transpiration augmente les besoins en eau.
Les autres facteurs qui influencent les besoins en eau sont la température et l'humidité de l'environnement, la masse corporelle et le régime alimentaire. Par exemple, un apport élevé en glucides ou en sel réduit la perte de liquide par l'urine, car ces deux nutriments lient l'eau dans le corps par des mécanismes différents. Par conséquent, les besoins en liquide augmentent dans ces cas.
Fonctions dans le corps
Avec un peu plus de 60%, l'eau constitue la majeure partie de la masse corporelle. Un homme de 80 kg
homme lourd est donc composé d'environ 48 kg (litres) d'eau. Les fonctions de l'eau sont multiples : elle est une condition essentielle au déroulement des réactions chimiques, elle sert de solvant, de moyen de transport, d'élément constitutif et de régulateur de l'équilibre thermique (cf. thermorégulation). L'équilibre hydrique est régulé à l'intérieur et à l'extérieur des cellules.
La régulation à l'extérieur des cellules est contrôlée par des hormones, tandis que la cellule régule elle-même son équilibre hydrique (autorégulation). Le principal organe de contrôle de l'équilibre hydrique est le rein. Dans la circulation sanguine, on trouve des capteurs de pression et de concentration qui contrôlent la sécrétion d'hormones (ADH, aldostérone, etc.). Ces hormones déterminent la quantité d'eau éliminée par les reins sous forme d'urine.
Mauvaise prise en charge
Les pertes normales de liquide qui ne peuvent pas être évitées sont les pertes par l'urine, la peau, les poumons et les selles. La formation d'urine, par exemple, est nécessaire parce que le corps doit éliminer les produits finaux du métabolisme. Un état de diminution de l'eau corporelle (déshydratation) peut se produire lorsque l'apport de liquide au corps est inférieur aux pertes obligatoires de liquide. Le volume sanguin, le flux sanguin dans la peau, le taux de transpiration et la capacité à dégager de la chaleur sont alors réduits et la température centrale du corps augmente, ce qui a pour conséquence que le corps se fatigue plus rapidement. Ainsi, la performance peut être indirectement réduite. Des pertes de sueur correspondant à 2% de la masse corporelle ou plus peuvent entraîner une baisse des performances. Si la quantité totale de liquide corporel diminue plus fortement, la salivation et la production d'urine diminuent, et si la déshydratation atteint environ 5%, la tension artérielle baisse. En revanche, le pouls et la température corporelle augmentent. En cas de pertes importantes, de l'ordre de 10 % du poids corporel ou plus, il existe un risque d'effets fortement dangereux pour la santé, pouvant aller jusqu'à la mort, en raison du manque de volume prononcé.
Chez les personnes en bonne santé, la déshydratation est principalement causée par les pertes de sueur. Cependant, certains facteurs peuvent également être à l'origine de pertes de liquide par la respiration, qui peuvent également atteindre des valeurs très élevées. En cas de faible activité physique et de conditions ambiantes optimales, les pertes de liquide par les poumons ne s'élèvent qu'à environ 0,4 litre par jour. Si la température ambiante ou l'humidité relative de l'air diminuent, les pertes peuvent fortement augmenter. En cas d'air sec et froid et d'activité physique soutenue, les pertes maximales par voie respiratoire sont d'environ 2,5 litres par jour.
Il est difficile d'absorber trop de liquide et cela ne peut se produire que si l'on boit une quantité extrêmement importante en peu de temps. En outre, un état d'hyponatrémie peut survenir lors d'efforts de plusieurs heures avec des pertes de sueur importantes, en absorbant une très grande quantité de liquide pauvre en sodium. Vertiges, malaise, vomissements et opacité croissante pouvant aller jusqu'à la perte de connaissance sont quelques-uns des symptômes de ce que l'on appelle alors l'hyponatrémie : en raison des pertes élevées de sel/sodium avec la sueur et de l'absence de compensation des minéraux avec la consommation d'eau pauvre en sodium, des processus d'osmose entraînent un déplacement de l'eau de l'espace extracellulaire vers l'espace intracellulaire. Cela entraîne un gonflement des cellules, y compris dans le cerveau. La fermeture de la boîte crânienne entraîne alors rapidement une augmentation de la pression intracrânienne avec les symptômes mentionnés. Les troubles de la santé sont toutefois beaucoup plus fréquents en cas d'apport insuffisant de liquide qu'en cas d'apport trop important.
Mesure des pertes d'eau
Se peser avant et après l'activité est la méthode la plus simple et la plus précise pour mesurer les pertes de liquide pendant l'activité physique. Il est préférable d'être nu afin que la transpiration résiduelle dans les vêtements soit également prise en compte. Les pertes de liquide correspondent assez précisément à la différence de masse corporelle avant et après l'activité, sachant qu'il faut tenir compte d'un apport de liquide pendant l'effort.
Thermorégulation
Pour réguler l'équilibre thermique (thermorégulation), l'eau joue un rôle central, ce qui est particulièrement important en cas d'effort physique.
Le travail musculaire est rendu possible par la libération de l'énergie stockée dans les nutriments. Cependant, seuls 20 à 25% de l'énergie sont directement convertis en travail musculaire. Les 75 à 80% restants sont convertis en chaleur, et plus l'activité est longue et intense, plus la chaleur est importante. Le corps surchauffe si cette chaleur n'est pas évacuée. La transpiration sert de préparation au refroidissement du corps. La sueur s'évapore ensuite de la surface de la peau et a besoin pour cela de chaleur, qui est extraite du corps. Un refroidissement du corps a lieu, mais le corps ne peut être refroidi que si la sueur s'évapore réellement. Le corps doit toutefois contenir suffisamment d'eau pour que la transpiration puisse être produite en quantité suffisante.
Les glucides, qui comprennent entre autres les sucres et l'amidon, ne sont pas essentiels et peuvent donc être produits par le corps lui-même (par exemple à partir d'acides aminés). Ils sont la source d'énergie la plus facilement disponible. Leur teneur énergétique est de 17 kJ/g (= 4 kcal/g), comme celle des protéines. Les glucides constituent de loin la plus grande partie de la matière organique à la surface de la Terre. Comme les graisses, les glucides sont donc composés des éléments constitutifs carbone (C), hydrogène (H) et oxygène (O) (rapport 1:2:1). Ils sont toutefois solubles dans l'eau. Contrairement aux protéines, ils ne contiennent pas d'azote (N).
Selon le nombre d'éléments constitutifs du sucre, on distingue les sucres simples (monosaccharides), les sucres multiples (oligosaccharides) composés de deux à neuf unités de sucre simple et les sucres multiples (polysaccharides). Parmi les sucres multiples, les disaccharides, composés de deux unités de sucre, sont particulièrement importants du point de vue de la physiologie nutritionnelle.
Le glucose, le fructose et le galactose font partie des sucres simples. On les trouve par exemple dans les fruits et le miel. Ils représentent les éléments constitutifs des sucres doubles et multiples. Parmi les sucres doubles, on trouve par exemple le lactose, composé d'une molécule de glucose et d'une molécule de galactose, auquel certaines personnes sont intolérantes, en particulier dans les pays asiatiques. Le sucre de malt (maltose) contenu par exemple dans la bière et composé de deux molécules de glucose ainsi que le sucre de canne ou de betterave (saccharose) contenu dans le sucre de ménage courant et composé de glucose et de fructose sont également des sucres doubles. Enfin, les sucres multiples (polysaccharides) représentent la forme de stockage du sucre dans l'organisme. Il s'agit de molécules très complexes composées en partie de plus de 1000 éléments de sucre simple. Dans les plantes telles que les pommes de terre, le riz et les céréales, le "réservoir de sucre" est l'amidon, dans l'organisme animal et humain, le glycogène, qui est donc souvent appelé "amidon animal".
Les glucides dans les aliments
Les glucides se trouvent presque exclusivement dans les aliments d'origine végétale. Les sucres simples comme le glucose, le fructose et le galactose se trouvent principalement dans les fruits, le miel et les produits laitiers. Les principaux sucres doubles présents dans l'alimentation sont le lactose (sucre du lait), le maltose (sucre de malt) présent par exemple dans la bière et le sucre de canne ou de betterave (saccharose), qui est le sucre de table courant. Les sucres multiples complexes se trouvent sous forme d'amidon, notamment dans les pommes de terre, le riz et les céréales. De nombreuses fibres alimentaires (fibres alimentaires comme la cellulose, voir ci-dessous) font également partie des glucides.
Digestion et absorption
Les glucides ne sont absorbés que sous forme de monosaccharides (glucose, fructose et galactose) dans l'intestin grêle. C'est pourquoi tous les grands complexes d'hydrates de carbone sont d'abord décomposés en ces trois monosaccharides. Cette opération s'effectue dans l'intestin grêle à l'aide d'enzymes provenant du pancréas. Ce sont des catalyseurs endogènes qui contrôlent chaque réaction biochimique. Une fois absorbés, le galactose et le fructose sont en grande partie transformés en glucose dans le foie, tandis que le glucose sert directement au métabolisme. Les cellules du corps absorbent une partie du glucose, le décomposent et stockent les parties restantes sous forme de glycogène dans les muscles et le foie, où elles ne seront utilisées que plus tard pour produire de l'énergie.
Fonctions dans le corps
Les glucides peuvent être stockés en petite quantité dans l'organisme. Les glucides constituent la source d'énergie la plus facilement accessible pour le corps. Les sucres simples sont oxydés ("brûlés") à l'aide de l'oxygène de l'air, ce qui libère de l'énergie sous forme de chaleur et de force. En cas de surabondance de glucides dans l'alimentation, le corps les stocke sous forme de glycogène, un sucre multiple soluble dans l'eau, l'équivalent de l'amidon, une substance végétale. Les principaux lieux de stockage sont le foie et le muscle. Le glycogène du foie (environ 150 g) sert en premier lieu à maintenir le taux de glycémie, le glycogène musculaire (200-300 g) sert de réserve d'énergie. Si l'on pratique une activité physique intense pendant une durée courte à moyenne, soit environ une plage allant jusqu'à deux heures, des réserves de glycogène remplies sont d'une importance capitale. Toutefois, en cas d'activité intense, ces réserves s'épuisent au bout de peu de temps et doivent donc être reconstituées quotidiennement. Ce n'est qu'ainsi que des activités régulières et intenses peuvent être réalisées. L'apport recommandé en glucides est donc extrêmement important dans le sport.
Le corps essaie de maintenir la glycémie (quantité de sucre simple dans le sang) constante dans des limites étroites afin d'assurer l'approvisionnement en énergie des cellules. Le diabète sucré est un exemple de perturbation de ce mécanisme de régulation. Les personnes concernées doivent donc contrôler les quantités de glucides qu'elles consomment.
Besoin
Les glucides sont un aliment de base important et constituent, d'un point de vue purement quantitatif, la majeure partie de notre alimentation : selon les sociétés spécialisées, 50 à 60 % des besoins énergétiques quotidiens devraient être couverts par des glucides. Il est toutefois préférable de recommander des chiffres absolus, comme pour les protéines, en grammes par kg de poids corporel et par jour. La quantité de glucides à consommer chaque jour dépend fortement de l'activité physique. Si celle-ci est faible, la quantité journalière recommandée pour un adulte en bonne santé est de 3 à 4 g par kg de poids corporel. Pour chaque heure d'activité physique intense, la quantité recommandée augmente d'environ 1 g par kg de KM jusqu'à un maximum de 10 g par kg de poids corporel, par exemple pour les triathlètes de haut niveau.
Mauvaise prise en charge
Un apport insuffisant en glucides peut être compensé d'une certaine manière par des graisses alimentaires. Si les hydrates de carbone et les graisses manquent tous deux comme fournisseurs d'énergie, les protéines sont dégradées à la place des sources d'énergie normales. Des carences prolongées peuvent ainsi entraîner une dégradation des muscles, par exemple. En revanche, un apport suffisant en glucides a pour effet d'économiser les protéines.
En revanche, un apport excessif en glucides se transforme à la longue, lorsque la forme normale de stockage est épuisée, c'est-à-dire lorsque les réserves de glycogène sont remplies, en graisse corporelle et est stockée dans le tissu adipeux. La prise de poids en est la conséquence.
Les graisses sont également appelées lipides. Avec une densité énergétique de 38 kJ/g (= 9 kcal/g), la graisse est le principal fournisseur et vecteur d'énergie. Comme les glucides, les graisses sont constituées des éléments suivants : carbone (C), hydrogène (H) et oxygène (O). Contrairement aux protéines, elles ne contiennent pas d'azote (N). Les graisses alimentaires sont principalement des triacylglycérols et du cholestérol. Les graisses ne sont pas solubles dans l'eau. Les triacylglycérols constituent la majeure partie de toutes les graisses alimentaires et sont composés de glycérol, un alcool trivalent, et d'acides gras, trois acides gras étant liés à une molécule de glycérol par estérification. Elles constituent la graisse de stockage qui remplit les dépôts dans le corps et sont également visibles dans l'huile végétale ou sur les morceaux de viande.
Chacune de ces graisses se caractérise par une composition différente en acides gras. Les acides gras sont des acides organiques (composés d'hydrocarbures) que l'on peut classer en acides gras à chaîne courte, moyenne ou longue en fonction de la longueur de la chaîne carbonée. D'autre part, on distingue, sur la base du nombre de doubles liaisons dans la chaîne d'acides gras, les acides gras saturés qui ne présentent pas de double liaison (p. ex. acide stéarique, acide palmitique) et les acides gras mono ou polyinsaturés avec une (p. ex. acide oléique) ou plusieurs doubles liaisons (p. ex. acide linoléique). Plus le nombre de doubles liaisons est élevé, plus la réactivité de la substance augmente, car les possibilités de liaison ne sont pas toutes utilisées.
C'est également la raison pour laquelle les graisses contenant une grande proportion d'acides gras insaturés réactifs s'altèrent plus rapidement ("rancissent"). Les acides gras saturés sont également apportés au corps par l'alimentation ou formés par le corps lui-même. Ils migrent normalement rapidement vers les dépôts de graisse. En cas d'apport accru en graisses (acides gras saturés), les taux de lipides sanguins se détériorent et le risque de maladies vasculaires et de diabète de type II augmente. Les acides gras trans possèdent même un potentiel négatif encore plus important que les acides gras saturés. Les acides gras monoinsaturés et polyinsaturés s'accumulent également dans le dépôt de graisse, mais sont considérés comme plus faciles à mobiliser dans le cadre de l'élimination des graisses.
Les acides gras mono-insaturés sont également stockés dans le dépôt de graisse, mais pas les acides gras polyinsaturés.
Acides gras essentiels
Certains acides gras polyinsaturés comme l'acide linoléique et l'acide eicosapentaénoïque (EPA) ainsi que l'acide docosahexaénoïque (DHA) ou son précurseur, l'acide alpha-linolénique, ne peuvent pas être synthétisés par l'organisme humain et doivent donc être apportés par l'alimentation. On parle donc d'acides gras essentiels.
Le corps est capable de synthétiser des hormones tissulaires (eicosanoïdes) à partir de ces acides gras. Il s'agit de médiateurs aux effets multiples, notamment sur la pression artérielle, l'équilibre hormonal, les processus inflammatoires, le système immunitaire, l'agrégation des plaquettes sanguines et la circulation, ainsi que de médiateurs de certains effets hormonaux ("second messager").
Occurrence
Les huiles, le lait et les produits laitiers, le beurre, la margarine, les produits carnés et les aliments contenant des graisses dites cachées, comme les sucreries, sont d'importantes sources de graisses. En revanche, la viande (musculaire) ne contient que peu de graisses, hormis celles qui sont visibles.
Il n'est pas judicieux d'évaluer les graisses et les acides gras en fonction de leur origine végétale ou animale, la détermination du type d'acide gras est bien plus décisive. Raison : alors que les graisses d'origine animale contiennent en général principalement des acides gras saturés et mono-insaturés, on trouve dans certaines plantes mais aussi dans le poisson de grandes proportions d'acides gras polyinsaturés. En outre, on peut distinguer les graisses liquides (p. ex. les huiles), semi-solides (p. ex. le beurre, le saindoux) et solides (p. ex. la graisse de graines, le talc) en fonction de leur forme d'état. En règle générale, les graisses liquides ont une forte teneur en acides gras à chaîne courte et insaturés, tandis que les graisses solides présentent une forte proportion d'acides gras à chaîne longue et saturés. Enfin, du point de vue de la transformation, on peut distinguer les graisses alimentaires naturelles, comme les huiles de chardon ou d'olive pressées à froid, des graisses alimentaires transformées. Parmi ces dernières, on trouve les graisses raffinées comme l'huile de cuisson ou les graisses hydrogénées comme la graisse d'arachide ou de coco.
Le cholestérol sert de matériau de construction des parois cellulaires, du système nerveux et des hormones. Si le rayonnement solaire sur la peau est important, la vitamine D se forme à partir du cholestérol. Selon les normes actuelles de connaissances, on estime que l'influence du cholestérol alimentaire sur les lipides et le cholestérol sanguins n'est pas très importante. Un apport trop élevé en acides gras saturés et trans a une influence négative bien plus importante. Le cholestérol est presque exclusivement présent dans les aliments d'origine animale. Il est recommandé d'avoir un apport journalier inférieur à 300 mg.
Digestion, absorption et fonctions dans le corps
En grande quantité, les triacylglycérols ne sont digérés que dans l'intestin grêle. Ils y sont décomposés par les enzymes du pancréas, jusqu'à ce que les acides gras individuels et les parties résiduelles des graisses soient prêts à être absorbés. Les acides gras à longue chaîne et le cholestérol alimentaire libre sont en revanche absorbés dans les cellules intestinales à l'aide des acides biliaires. Les différents fragments y sont à nouveau transformés en triacylglycérols qui, emballés avec le cholestérol, sont libérés dans le sang par la lymphe sous forme de lipoprotéines et sont finalement transportés vers le foie. Pour que les graisses insolubles dans l'eau puissent être transportées dans le sang, elles doivent être emballées dans une enveloppe hydrosoluble constituée de protéines.
Les acides gras et les graisses jouent de nombreux rôles dans l'organisme. La plus connue est celle de réserve d'énergie dans le tissu adipeux ou de fournisseur d'énergie. Contrairement aux glucides, les graisses peuvent être stockées en quantités illimitées. Les vitamines liposolubles A, D, E et K sont également contenues dans les graisses, tout comme les substances gustatives et aromatiques qui sont souvent liposolubles. D'où la grande popularité des plats préparés à base de graisse.
La graisse de dépôt sert de stockage et est soumise à un processus constant d'élimination et de reconstitution. De plus, la graisse de dépôt a des fonctions glandulaires, c'est-à-dire que les cellules adipeuses produisent, en fonction de leur état de remplissage, des signaux et des messagers (adipokines comme la leptine) qui ont des effets sur le métabolisme. Si la proportion de graisse dans le corps est élevée, il faut s'attendre à des effets défavorables, tels qu'une tendance accrue à l'inflammation et un taux d'insuline élevé, en raison de la libération accrue d'adipokines.
En revanche, la graisse des organes sert au rembourrage et à la fixation des organes.
Chaque paroi cellulaire de notre corps possède des acides gras qui, en outre, exercent d'innombrables fonctions dans le métabolisme énergétique et immunitaire.
Aperçu de la présence et de la fonction des graisses dans l'organisme humain :
Dans le tissu adipeux blanc : graisse de dépôt ou de stockage ainsi que graisse de construction essentielle (p. ex. cerveau, coussinets rénaux)
Dans ce que l'on appelle le tissu adipeux brun (une petite partie seulement, généralement localisée entre les omoplates et à proximité de l'aorte dans la cage thoracique) : Régulation thermique
Protection mécanique des organes, par ex. graisse rénale
Protection de la peau contre les influences extérieures
Véhicule pour l'absorption de vitamines liposolubles (A, D, E, K, provitamine carotène) et de substances aromatiques et gustatives
Source d'acides gras en partie essentiels, nécessaires à la construction des cellules ou des membranes cellulaires et à différents processus métaboliques. Ils contrôlent l'absorption des graisses par l'intestin, régulent le métabolisme des graisses et aident à réduire un taux de cholestérol élevé.
Alimentation
Un adulte en bonne santé devrait consommer chaque jour environ 1 g de graisse par kg de masse corporelle (MC) afin de s'assurer qu'il absorbe suffisamment d'acides gras essentiels vitaux. L'absence d'apport de graisses sur une période prolongée entraîne des complications potentiellement mortelles. Chez les personnes physiquement actives, l'apport en graisses devrait être de 1 à 3 g par kg de MC par jour, et peut même être plus élevé en cas d'efforts d'endurance extrêmes.
Environ 10% de l'apport énergétique total se compose d'acides gras saturés à longue chaîne plus les acides gras trans (environ un tiers de l'apport en graisses), environ 7 % d'acides gras polyinsaturés (avec un rapport entre les acides gras n-6 et n-3 de 5 à 1 maximum) et les 10 à 15 % restants d'acides gras monoinsaturés.
Pour tenir compte des recommandations relatives aux acides gras, il est simple et judicieux de suivre la pyramide alimentaire.
Environ 2 kg de graisse par rapport à 2 kg de masse musculaire également.
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