Les principales filières énergétiques
Métabolisme
Ensemble de réactions chimiques qui se déroulent à l’intérieur de chaque cellule d’un être vivant et lui permettent notamment de se maintenir en vie, de se diviser et de se développer. Certaines de ces réactions se déroulent en dehors des cellules, comme la digestion ou le transport de substances entre cellules”
Métabolisme énergétique
Ensemble des réactions chimiques qui se déroulent à l’intéreur de chaque cellule permettant la production d’énergie
Anaérobie alactique
- ATP-PCr (phosphocréatine)
- Sports concernés : haltérophilie, sprint 50m, 1000m, lancer de poids, javelot, marteau, saut en hauteur, sports collectifs avec accélération
- Durée : 3-30” (explosivité, courte durée)
- Pour un effort de 2” : 65% ATP-PCr ; 32% Glycolitique ; 3% aérobie
- Entre 3 et 30 seconde, l’ATP est mobilisable tout le temps. Dès un effort de 2mn, on observe une diminution d’utilisation.
- Reconstitution des réserves : synthèse de phosphocréatine par phosphorylation, 70% en 30s, 84% en 2mn, O2 dépendant.
- => Notion de temps de récupération : 2mn=84% des réserve en PCr reconstituée. Donc attendre 5mn ne semble pas pertinent.
Anaérobie lactique
- Glycolytique glycolyse
- Voie énergétique utilisée par le corps pour produire de l’ATP sans O2 mais avec une production d’acide lactique (ou lactate)
- Elle repose sur la glycolyse anaérobie, c’est-à-dire la dégradation du glucose (ou glycogène) sans O2
- Sports concernés : course 400m, 800m, sports individuels (gym, ski, tennis, lutte, boxe), sports co
- Durée : 10-90s
- Reconstitution des réserves : le muscle constitue la plus grosse réserve de glycogène (jusqu’à 600g pour sportif haut niveau). Le foie est aussi une réserve de glycogène hépatique (100g) qui peut etre distribué à tous les organes contrairement au glycogène musculaire qui reste dans le muscle et ne peut pas être distribué aux organes. Il faut entre 4 et 72 heures pour le reconstituer complètement selon l’intensité/durée de l’effort, la qualité de l’alimentation post-effort (apport en glucide), le niveau d’entraînement
- Si anaérobie -> réduction du pyruvate en lactate -> Cela permet de régénérer du NAD nécessaire pour que la glycolyse continue
- Récupération active (100% en 20s) et récupération passive (100% en 90s) : la récupération active est plus efficace pour reconstituer les réserves car elle permet de métaboliser l’acide lactique pour le transformer en pyruvate qui ira dans les mitochondries.
- Le lactate n’est pas un déchet : il produit de la glycolyse qui va être réutilisé pour le transformer en pyruvate ou en glucose dans une autre filière énergétique
Aérobie
- Phosphorylation oxydative = respiration cellulaire
- Utilisation de substrats énergétique (glucide, lipide et protéine) pour les transformer en énergie (ATP) à travers le cycle de Krebs
- Sports concernés : marche, aviron, canoë, natation, course de fond
- Durée > 120s (endurance)
- Intensité faible à modérée : 50-70% de la VMA, SV1
- Reconstitution des réserves : cf Glycogène
Mitochondire : plus grande source d’ATP et aussi la plus grande source de stress oxydatif
Comment intégrer cela à la pratique ?
- Conseils nutritionnels
- Temps de repos nécessaire après tel type d’exercice pour récupérer
- Conseil pour entraînement en fonction de la filière sollicitée par le sport du patient
- Conseil sur le surentrainement
- Prise de créatine : améliore les performances mais le plus important est de regarder l’assiette avant les compléments, vérifier l’insuffisance rénale et a créatine dans le sang. La créatine est utilisée dans la filière alactique mais aussi dans la filière aérobie (manutention de l’ATP dans la mitochondrie)
- Transporteur de glucose et sodium : prendre du sel avec du glucose pour favoriser l’entrée du glucose dans les cellules.
Savoir quel métabolisme/filière est utilisée
- VMA% de VMA renseigne sur le métabolisme utlisé
- VO2max (notion de calcul rénal et de seuil ventilatoire SV1/SV2 mais surtout calcul rénal)
- Capacité à parler durant l’effort : anaérobie
Les autres filières de production d’énergie chez l’homme
Néoglucogenèse
- Processus métabolique qui permet à l’organisme de fabriquer du glucose à partir de composés non glucidique. (Le glucose est nécessaire pour le bon fonctionnement du cerveau et des globules rouges)
- Fonctions : produire du glucose quand les réserves de suvre (glycogène) sont épuisées, comme en cas de jeûne, activité physique prolongée ou jeûne nocturne. Cela assure le bon fonctionnement constant des organes gluconécessitant.
- La néoglucogenèse permet un maintien de l’homéostasie de la glycémie face à un jeûne, un stress (catéchocalamines, cortisol : libère du glucose dans le sang)
Pour effectuer la néoglucogenèse, on utilise :
- 50% via AA (protéines stockées dans les tissus) dont 30% via alanine
- Transamination
- Destruction de protéines musculaires
- 42% via lactate oxydé pour devenir du pyruvate
- 8% via tissu adipeux blanc
- Hydrolyse 3AG + glycérol
Conclusion
- On fait de la néoglucogenèse tout le temps, à bas bruit
- Permet d’avoir une bonne glycémie
- C’est une réponse au jeûne et au stress
Comment intégrer cela à la pratique ?
- Attention au sport à jeûne, faible en apport protéique
- Douleur peut s’expliquer le fait qu’une personne tape trop dans ses structures pour aller chercher de l’énergie. Donc on lui conseillera un apport énergétique avant l’entraînement. Attention aux personnes affaiblies.
Bêta-oxydation
- Processus métabolique qui se déroule dans les mitochondries des cellules. Il permet de dégrader les acides gras (molécules lipidiques) pour produire de l’énergie sous forme d’ATP.
- Voie métabolique qui utilise les AG pour produire de l’énergie
- Transforme les acides gras en acétyl-CoA qui entre ensuite dans le sycle de Krebs pour produire de l’énergie dans la mitochondrie.
- Source majeure d’énergie, surtout pendant les période de jeûne ou d’exercice prolonge
- Actif lors du sommeil et au bout de 20mn d’effort
Processus
- Tissu adipeux blanc (stocké au niveau des fessiers, viscéral, sous-cutané) -> TG
- Activation des AG (-1ATP)
- Entrée dans la mitrochondrie
- Triple oxydation du carbone Bêta
- Entre de l’acétyl-CoA dans le cycle de Krebs -> énergie
Comment intégrer cela à la pratique ?
- Pour perdre du poids, on peut partir à jeûn mais sans déficit de sucre : boisson d’effort mais pas trop riche en sucre pour activer la bêta-oxydation
- Mobilisation des acides gras lors des efforts à intensité faibles à modéré
Cétogénèse
- Processus métabolique qui se déroule principalement dans le foie et qui permet de produire des corps cétoniques à partir d’AG
- Pour fournir une énergie alternative au glucose en cas de jeûne prolongé, diabète mal contrôlé ou régime cétogène (pauvre en glucide)
A partir de l’acétyl-Coa, issu de la Bêta-oxydation des AG dans les mitochondrie des cellule du foie
Comment ça marche ?
- Lorsqu’il n y a pas assez de glucose, le corps brûle des graisses. La B-oxydation transforme les AG en acétyl-CoA. Mais si le cycle de Krebs est saturé (ou bloqué par manque d’oxaloacétate), le foie convertut l’acétyl-CoA en corps cétoniques.
Pourquoi transformer l’acétyl-CoA en corps cétoniques ?
- En période de privation de glucose, le cerveau (normalement dépendant du glucose) peut utiliser les corps cétoniques comme source d’énergie. C’est un mécanisme de survie essentiel pendant le jeûne ou en cas de malnutrition
Attention
- Une production excessive de corps cétonique peut entraîner une acidose métabolique appelée acidocétose. Très dangereux chez le diabétique de type 1 mais aussi de type 2 s’il n’a pas pris son insuline.
Régime Kéto
- Régime cétogène : régime très pauvre en glucide et très riche en lipide, conçu pour forcer le corps à utiliser les graisse comme principale source d’énergie via la cétogénèse
- Avantages : perte de 1 à 1,5kg/semaine, réduction de l’appétit et effet positif sur l’épilepsie
- Effets indésirables : Kéto flu, symptomes grippaux (+/- liés à l’inflammation produite), carence en vit A, B1, B9, Se, Fe, Mg, Ca, carnitine, calculs bilaires et rénaux, perte osseuse, perte musculaire, constipation, acidocétose (coma, mort), inflammation (pas de glucose -> prod d’interleukines 6 pro inflammatoire)
Environnement micro-nutritionnel
- Les mitochondrie jouent un rôle clé dans la production d’énergie sous forme d’ATP qui est la molécule énergétique principale utilisée par les cellules pour fonctionner.
- De nombreux micro-nutriments sont nécessaires au bon fonctionnement des mitochondries. Ainsi, sans tous ces micro-nutriments, les différents métabolismes énergétique ne fonctionnent pas bien.
- Vit B1, B2, B3 (précurseur du NAD), B5 ( B1 = besoin pour que ton pyruvate rentre dans ton cycle de krebs,B3 précurseur du NAD)
- ALA (acide alpha lipoïque) : antioxydant le + important
- L-Carnitine ( amener les acides gras pour les beta oxydés )
- O3 (oméga 3) / DHA
- Fe ( pour faire W les moulins à protons) : tardyferon (fer sous forme sulfate) donna t des ballonnement et peu efficace
- Cu (cuivre)
- CoQ10 (coenzyme Q10)(prend en charge l’électron = antioxydant important)
- Vit A, C, E
- Zn, Mn (zinc et manganèse) (co-facteurs d’antioxydants) – GSH, Se (glutathion et sélénium)
Cas clinique
Objectif : perte de poids
- Monsieur M, 53 ans, commercial sédentaire, syndrome métabolique (pré diabète) : tour de taille >80cm et glycémie à jeûn > 1g/l
- 178cm pour 100kg (IMC 33), 35% de MG (norme pour 25 ans : 20-25 pour H, 15-20 pour F)
- Ancien danseur classique, prise de 20kg en 10 ans, SAS appareillé depuis 5 ans, HTA traité, essoufflement en montant 1 étage, 2h de vélo 5j/semaine
Critère de diagnostic du syndrome métabolique : au moins 3 des critères suivants
- Périmètre abdominal>94cm chezles hommes et 80cm chez les femmes
- Taux de triglycérides à jeun > 1,7mmol/l (>150mg/dl)
- HDL-cholestérol > 1,03mmol/l (40mg/dl) homme, 1,29mmol/l (50mg/dl) femme
- Pression artérielle systolique > 130mm Hg et/ou pression artérielle diastolique > 85mmHg
- Taux plasmatique de glucose à jeun >6,1 mmol/l (110mg/dl)
Approche macro-nutritionnelle
- Brûler des calories est une approche beaucoup trop limitée : pour brûler 3000kcal, il faut courir un marathon en 2h40. S’il souhaite perdre 20kg, il faut une autre approche.
Basal Metabolic Rate (BMR)
- Taux minimal de dépense énergétique compatible avec la vie
- Besoin incompressible des fonctions essentielles : cardio-vascualires, respiratoires
- Facteurs de variation : génétique, sexe, âge, poids, taille, composition corporelle (les muscles font augmenter le BMR)
TDEE : total daily energy expenditure
- BMR : 60-70%
- Thermal effect of food : 10-15% (plus d’énergie pour digérer les protéines
- L’activité physique n’est pas à confondre avec la “Physical Activity Level”(PAL)
MET : Metabolic Equivalent of Task
- Equivalent métabolique en rapport avec le métabolisme de base (BMR)
- Besoins incompressibles : 60-70% de la TDEE
- Homme 20 ans, 180cm, 70kg : 1500Cal (2100-2500)
- Femme 20 ans, 165cm, 60kg : 1300Cal (1800-2300)
- Homme, 53 ans, 175cm, 100kg : 2000Cal (2300-2500)
=> Le sport aide à modifier le BMR. C’est le BMR le facteur principal de la perte de poids.
Exercice et mitochondrie
Entrainement intermittent
- Accélère le temps de mise en place de la bêta-oxydation
- Favorise l’autophagie mitochondrial (apoptose des mitochondries et sélection des plus jeunes mitochondries en bon état)
Entrainement aérobie optimal pour la bêta oxydation
- A 65% de la VMA (50-70%
- Sous SV1 (on peut parler mais pas chanter)
Alimentation et perte de poids
- Mauvaise stratégie : déficit calorique et déficit d’apport en protéine (perte de muscle)
- Petit déjeuner sucré à éviter : premier repas de la journée, entraîne une grosse sécrétion d’insuline réactionnelle qui entraîne une hypoglycémie réactionnelle ensuite
- Relargage massif de toxines qui étaient contenues dans les lipides. Les toxines ont une appétence pour les lipides et elles vont attaquer le cerveau qui est constitué de lipide. Le foie n’est pas en mesure de traiter toutes les toxines donc augmentation de risque de maladie de Parkinson
Quelle stratégie à adopter
- – Le meilleur régime est celui que l’on arrive à tenir (dépend de son historique, de ses contraintes)
- – Aucun régime miracle et/ou universel
- – Eviter le grammage (balance bénéfices/risques ⇒ risque de comportement toxique TCA) ⇒ la clinique avant tout
- – Déficit calorique condition nécessaire mais insuffisante
- – Jeûne intermittent intéressant (+ sirtuines) : 16h sans manger, met en pause l’insuline et met en pause la réplication de nos cellules ⇒ augmente la phase G0 quand la cellule est quiescente donc intéressant pour la réparation de l’ADN
- – Mastication : essentielle (on peut avoir des maladies auto-immunes à cause d’un déficit de mastication), permet la satiété (hormone de satiété stimulée). De plus, des bienfaits micronutritionnels sont contenus dans les parois des aliments càd la cellulose. Si on ne mastique pas bien ces bienfaits sont gâchés. Important +++ (peut changer la donne) et coute pas cher.
- – Aliments amers (l’amertume permet de contracter l’estomac) : mâche, roquettes, endive, vinaigre, pamplemousse
- – Légumes à feuilles vertes (permet la détoxication notamment aux éléments apportés par le foie)
- – Premiers repas salé : pour ne pas faire monter l’insuline
- – Glucides en dernier et si possible diminuer les quantités : baisse l’index glycémique des pâtes car on tamponne l’estomac / remplacer les pâtes par des lentilles
- – Maintenir les apports en protéines
- – Privilégier les graisses de qualité et les aliments à haute densité nutritionnelle (farine complète plutôt que blanche)
- – Gestion du stress : production de cortisol ⇒ néoglucogenèse + refreine l’activité de la thyroïde ⇒ il faut éviter +++ : on rassure le patient on lui dit pas que c’est dans sa tête => ne pas faire culpabiliser les patients, ne pas être trop exigeant
