facteurs déterminants de l’utilisation des glucides...
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Facteurs déterminants de l’utilisation des glucides et des lipides à l’effort.
Théorie du « CROSSOVER CONCEPT »
Jacques Mercier
FIBRE MUSCULAIRE CIRCULATION
phosphocréatine
créatine
ADP + Pi
ATP
ATPase de la myosine
GLYCOLYSE
CONTRACTION
PHOSPHORYLATION OXYDATIVE
acide lactique
protéines
lipides glucose glucose
oxygène
glycogène
Voies biochimiques de la production de l’ATP utilisé pendant la contraction du muscle
SUBSTRATS ENERGETIQUES (Homme 70 kg – 25 kg muscles)
Substrats Quantité Energie disponible (kg) (kj)
Triglycérides 12 446.500
Acides Aminés Libres 6 78.250
Glycogène (hépatique – Musculaire) 0,460 4252
Substrats circulants (Glucose, Acides gras) 0,023 420
ATP 0,076 5
PRODUCTION D’ATP par unité de substrat
ATP / mol. de substrat
Anaérobie : Glycogène 3 Glucose 2 Aérobie : Lactate 17 Glycogène CO2+H2O 37 Glucose 36 Acide gras libre 138
Lactate
UTILISATION DES GLUCIDES ET DES LIPIDES
Dépend
Intensité d’exercice Durée d’exercice Entraînement Sexe
Augmentation de l’utilisation des hydrates de carbone avec la puissance de l’exercice
FACTEURS DE VARIATION DE L’UTILISATION DES GLUCIDES (1)
Intensité de l’exercice
ü ↑ captation de glucose ü ↑ libération hépatique de glucose ü ↑ déplétion glycogénique
0 5 10 15 20 25 30 40 55
1
2
3
4
5
mm
ol.l-
1
min
50w 100w 150w 200w 300w
Artère brachiale Veine fémorale
Évolution des concentrations sanguines en glucose lors d’un effort d’intensité croissante exécuté sur bicyclette ergométrique
Glucose sanguin
25 50 75 100 125 150
2
4
6
8
10
mm
oles
d’u
nité
s G
luco
syls
.kg-
1 .min
-1
(poi
ds fr
ais)
% VO2 max
Consommation du glycogène musculaire (quadriceps) lors d’exercices d’intensités croissantes sur cycle ergomètre.
Utilisation du Glycogène (Quadriceps)
FACTEURS DE VARIATION DE L’UTILISATION DES GLUCIDES (2)
Entraînement
ü Maintien une glycémie plus élevée ü Baisse plus faible de l’insuline ü Réduction de l’ ↑ du glucagon et des catécholamines ü ↑ Transporteur glucose (glut. 4) ü ↑ Glyconéogénèse hépatique
FACTEURS DE VARIATION DE L’UTILISATION DES GLUCIDES (3)
ü Contraction musculaire Ø Glycogénolyse (AMPc indépendante)
ü Recrutement des fibres II
ü Hormones Ø Noradrénaline : production hépatique de glucose Ø Adrénaline : glycogénolyse
Lactate
UTILISATION DES LIPIDES
Ø Triglycérides et Acides Gras Libres Ø Oxydation uniquement
ü Bon rendement : 1 Acide Gras libre → 138 ATP
ü Processus développé dans les fibres I
ü Réserves de lipides +++
ü Epargne du glycogène
ü Exercice de puissance faible mais de longue durée
Captation des Acides gras Libres Utilisation des Triglycérides
FACTEURS DE VARIATION DE L’OXYDATION DES LIPIDES (1)
Intensité et Durée de l’exercice
↑ durée ↓ intensité
200
400
600
800
1000
40min 90min 180min 240min Repos ___________Exercice ________
Captation Libération
µm
ol/m
in
Echange des AGL entre le milieu sanguin et le muscle squelettique en
activité
2
75% VO2 max 120 min
30 km 147 min
Repos Après effort
Trig
lycé
ride
s (qu
adri
ceps
) [m
M/k
g]
100 km 12 h
4
6
8
10
12
14
Teneur en TG (quadriceps) au cours d’épreuves de longue durée menées
chez l’homme
30% VO2max
FACTEURS DE VARIATION DE L’OXYDATION DES LIPIDES (2)
Entraînement ↑ Capacité à utiliser les lipides
ü ↑ masse du réticulum mitochondrial ü ↓ quotient respiratoire ü Déplétion glycogénique moindre ü ↓ catécholamines sanguines ü ↑ enzymes oxydatives ü ↓ lactate sanguin
FACTEURS DE VARIATION DE L’OXYDATION DES LIPIDES (3)
Sexe : Femme > Homme
ü Quotient Respiratoire ü Réponse Adrénergique ü Déplétion Glycogénique
plus faibles
Femmes Hommes
150
250
350
450
550
650
750
Gly
coge
n (m
mol
.Kg-
1 )
PRE-EX POST-EX
ns
* 0.830
0.850
0.870
0.890
0.910
0.930
0.950
0.970
RE
R
0
100
200
300
400
500
600
700
Epi
néph
rine
(pom
l.l-1
)
0 30 60 90 P-15
Time (min)
*
Objectif :
NOTION DE « CROSSOVER CONCEPT » Brooks et Mercier 1994
Effets combinés de l’entraînement et de l’intensité de l’exercice sur l’utilisation des
glucides et des lipides
Réconcilier des divergences « apparentes » sur l’utilisation des substrats
Entraînement : Exercice 45% VO2 max → lipides +++ Exercice 75 % VO2 max → glucides +++
HYPOTHESE DE BASE DU « CROSSOVER CONCEPT »
Utilisation des substrats pendant l’exercice dépend du « Crossover » entre :
1. L’utilisation accrue des glucides induite par l’augmentation de l’intensité de l’exercice.
2. L’augmentation de l’oxydation des lipides induite par l’entraînement.
DEFINITION DU « CROSSOVER POINT »
1. Puissance d’exercice à partir de laquelle l’énergie provenant de l’utilisation des glucides (oxydation, glycolyse, glycogénolyse) prédomine sur celle provenant de l’oxydation des lipides.
2. A partir du « Crossover Point » toute augmentation de puissance entraîne une augmentation de la production d’énergie en provenance de l’utilisation des glucides et une baisse de celle provenant de l’oxydation des lipides.
« CROSSOVER CONCEPT » Brooks and Mercier 1994
(Brooks et Mercier, 1994)
Oxydation lipidique Utilisation glucidique
Intensité de l'exercice
Entraînement ä capacité oxydative du muscle
ä activité sympathique Recrutement fibres II
MECANISMES du « CROSSOVER »
↑ Intensité d’exercice
Entraînement
OXYDATION DES LIPIDES
GLYCOLYSE ET GLYCOGENOLYSE
+
+
-
-
« CROSSOVER CONCEPT »
(Brooks et Mercier, 1994)
Oxydation lipidique Utilisation glucidique
Intensité de l'exercice
SUJET ENTRAINE
« CROSSOVER CONCEPT »
Utilisation des glucides et des lipides à l’effort dépend des effets combinés de l’entraînement et de l’intensité de
l’exercice
↑ oxydation lipides ↓ dépendance des hydrates de carbone
Exercice sous maximal
CONCLUSION
Dépendance +++ des hydrates de carbone
Haute intensité d’exercice