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
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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
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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
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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
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UTILISATION DES GLUCIDES ET DES LIPIDES
Dépend
Intensité d’exercice Durée d’exercice Entraînement Sexe
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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
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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
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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)
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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FACTEURS DE VARIATION DE L’OXYDATION DES LIPIDES (3)
Sexe : Femme > Homme
ü Quotient Respiratoire ü Réponse Adrénergique ü Déplétion Glycogénique
plus faibles
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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)
*
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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 +++
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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.
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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.
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« 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
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MECANISMES du « CROSSOVER »
↑ Intensité d’exercice
Entraînement
OXYDATION DES LIPIDES
GLYCOLYSE ET GLYCOGENOLYSE
+
+
-
-
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« CROSSOVER CONCEPT »
(Brooks et Mercier, 1994)
Oxydation lipidique Utilisation glucidique
Intensité de l'exercice
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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