Alimentation cap - Vandoeuvre Athlétisme

Physiologie du sport et alimentation en course à pied
Préface
L’un des moyens les plus essentiels pour améliorer des performances physiques ou sportives est incontestablement
la science nutritionnelle. Du sportif amateur au professionnel, il existe une très grande diversité des modes de
pratiques de l’effort physique. Par conséquent, l’échelle des dépenses énergétiques est excessivement variable. De
2500 kcal/jour pour un amateur à 6500 kcal/jour pour un coureur cycliste du tour de France ou un coureur de
marathon. Dans le sport quand on parle de nutrition, on parle de besoins énergétiques. Pour cela, une parfaite
connaissance de la science nutritionnelle, de la physiologie humaine et plus spécialement du métabolisme
énergétique du muscle au cours de l’exercice physique demeure indispensable à la bonne compréhension et à
l’élaboration de modèles alimentaires adaptés aux rythmes et aux goûts des athlètes.
Où le muscle puise-t-il son énergie ?
La source première de l’énergie fournie aux muscles réside dans l’hydrolyse de l’ATP en ADP ; la contraction
musculaire dépend de cette hydrolyse. (ATP = adénosine triphosphorique et ADP = adénosine diphosphorique)
En effet lors de la rupture de l’ATP, il y a un dégagement d’énergie, celle-ci permettra la contraction musculaire.
La réserve musculaire en ATP est faible. (- de 3g/kg). Elle se trouve tarie en l’espace de quelques minutes et ne
permet pas d’assurer une activité physique prolongée.
Les métabolismes aérobies et anaérobies interviennent alors pour le renouvellement des stocks d’ATP.
3 filières se distinguent pour la re-synthèse de l’ATP musculaire :
- Anaérobie alactique
- Anaérobie lactique
- Aérobie
caractéristiques Anaérobie alactique Anaérobie lactique aérobie
Bilan énergétique 1 ATP 2-3 ATP/glycogène >39 ATP/glycogène
Présence d’oxygène non non oui
Réserves Muscles Muscles Muscles, tissus adipeux
Durée effort 0 – 20sec 20sec – 2mn 2mn – plusieurs heures
Exemple Force, vitesse Résistance Endurance
Caractéristiques des filières de re-synthèse de l’ATP musculaire
En anaérobie alactique, lors de brefs efforts intenses, la faible réserve d’ATP est consommée très rapidement. En
l’espace de 15 secondes, le stock est quasiment épuisé car c’est la source primaire d’énergie qu’utilise le muscle
pour les premières secondes d’effort.

En anaérobie lactique, de 20sec à 2min d’effort, la réserve d’ATP est épuisée, pour faire face à cet épuisement le
glycogène est dégradé en acide pyruvique. Il en résulte de l’acide lactique + 3 molécules d’ATP. Dans le jargon la
sensation « lactique » résulte de l’accumulation de cet acide lactique nouvellement formé. Lors d’efforts intenses les
concentrations musculaires en acide lactique augmentent rapidement. Cette acidification musculaire altère le
fonctionnement enzymatique de la dégradation du glycogène. Elle diminue également la capacité des fibres
musculaires à se contracter. C’est pour cela qu’il devient très difficile de continuer l’effort sur une course type 400 –
800m – 1000m.
En filière aérobie, une série de réaction enzymatique, en présence d’oxygène, que l’on nomme le cycle de Krebs,
permet d’obtenir, à partir de la dégradation du glycogène, 39 molécules d’ATP. Dans ce même cycle, mais par une
voie différente la dégradation des acides gras (lipides) permet d’obtenir plus de 120 molécules d’ATP en fonction de
l’acide gras dégradé.
Ainsi, la principale source d’énergie pour le muscle provient avant tout du métabolisme aérobie par l’oxydation de
substrats énergétiques et par leur passage dans le cycle de Krebs, puis dans une faible mesure, de la diminution du
glucose contenu dans les tissus ou liquide de l’organisme.
Ces processus supposent l’existence de réserves énergétiques suffisantes qui peuvent être mobilisées à tout instant
au cours de l’exercice physique. Outre cette mobilisation, l’organisme doit maintenir une glycémie constante (0.80 à
1.10 g/l).
Les réserves énergétiques
• Les glucides
Ces réserves énergétiques se composent de glucides et de lipides et minoritairement de protéines. Les glucides sont
stockés dans le tissu musculaire sous forme de glycogène. (Les rations théoriques citées ci-dessous sont calculées
pour des personnes sportives, et sont donc supérieures à des personnes sédentaires.)

Nature des tissus Poids des tissus (kg) Glycogène (g) Energie (kcal)
Muscles 30 300 1220
Foie 1 100 407
Tissus adipeux 15 20 81
Sang 10 15 61
Peau, poumons, rate 4 13 52
Cerveau 1.5 2 8
TOTAL : 450 1829
Répartition corporelle des stocks en glycogène
Une partie beaucoup moins importante du stock de glycogène est située dans le foie. Celui-ci joue un rôle central
pendant l’exercice physique. Il assure la production de glucose circulant en l’absence d’apport alimentaire. Ce
glucose va venir se substituer au glycogène musculaire qui est consommé au fil de l’exercice, mais ceci de manière
très lente. Cet inconvénient à première vue est en fait une réelle sécurité, sinon la glycémie descendrait en chute
libre. Nos performances sont liées à la concentration et au pouvoir de restauration des stocks de glycogène.
(L’entrainement en endurance améliore les capacités oxydatives du muscle, qui dispose alors de beaucoup plus de
mitochondries, et l’organisme va préférentiellement consommer plus de lipides et épargnera le glycogène.)
Les glucides sont apparus comme étant le déterminant essentiel de l’alimentation du sportif, et sont désignés sous la
forme générique de « sucres ». Nos besoins quotidiens (sportifs) sont de :
4.5g de glucides par kg de poids et par jour
Minoré à 4g, pour un non sportif
• Les lipides
Dans des efforts de très longues durées (plusieurs heures), l’oxydation des lipides prend le relai et devient l’élément
primordial du métabolisme énergétique. La capacité de mobilisation des lipides est capitale lors de l’exercice
physique de longue durée. L’augmentation de leur libération en début d’exercice permet une épargne des réserves
de glucose, c'est-à-dire de glycogène hépatique et musculaire. La capacité énergétique constituée par le stockage
des lipides dans le tissu adipeux est très importante et, après un marathon les réserves lipidiques ne sont que très
faiblement entamées.
Les lipides sont présents dans notre organisme à raison d’une concentration 12x plus importante que les glucides. De
plus pour un gramme de lipides, nous pouvons obtenir 9kcal soit 2x plus qu’un gramme de glucides. On a vu que les
acides gras issus des lipides peuvent produire plus de 120 ATP, alors pourquoi cette voie n’est-elle pas dominante ?
Dans les lipides seuls les triglycérides peuvent créer de l’énergie, ces triglycérides doivent d’abord être hydrolysés en
acide gras, ces acides gras vont ensuite parcourir le cycle de Krebs. Ils rejoindront la circulation sanguine, et seront
véhiculés aux muscles et pourront enfin libérer leur énergie. Malheureusement toutes ces étapes prennent un
temps relativement long. C’est pour cela que ce métabolisme ne devient majoritaire que sur les courses longues.
Durée de la course Energie fournie
0 à 30 min 10%

2 heures 30%
3 heures 30 60%
Part de l’énergie fournie par les lipides en fonction du temps de course
1g de lipides par kg de poids et par jour
• Les protéines
1.5g de protéines par kg de poids et par jour
La synthèse des protéines sert à développer la masse musculaire, à augmenter le niveau d’activité des enzymes et à
réparer les fibres musculaires endommagées lors de l’exercice musculaire. Cette synthèse se fait à partir des
nombreux acides aminés disponibles dans l’organisme. Lors de l’exercice la synthèse des protéines se ralentit. Après
l’effort elle augmente à nouveau, favorisée par une captation accrue des acides aminés plasmatiques au niveau des
muscles.
En raison de leur importance et du rôle qu’elles tiennent dans la structure et la contraction musculaire, dans le
développement de la force mais aussi au niveau des réactions enzymatiques et oxydatives, les protéines participent
grandement à la réalisation des performances chez les sportifs qui pratiquent aussi bien des épreuves de force que
d’endurance.
Pour faire simple, la consommation en glycogène est très importante au début de l’exercice, puis elle diminue au
profit de l’oxydation (aérobie) des glucides. Lorsque le coureur a consommé toutes ces réserves (dégradé tout le
glycogène pour créer de l’ATP), il subit une baisse de régime, mais pour poursuivre l’effort, les muscles vont alors
utiliser les graisses, le glucose circulant dans le sang et en dernier lieu, les protéines.
Aspects nutritionnels
La seule classification des sucres en « lents » et en « rapides » ne renseigne pas de façon précise sur l’augmentation
de la glycémie après consommation d’un aliment. Des chercheurs ont donc mis au point la notion d’index
glycémique de l’aliment (= mesure de la glycémie pendant les 2h qui suivent l’ingestion de 50g de l’aliment)
Plus l’index glycémique de l’aliment est bas, plus la réponse glycémique sera modérée, régulière et étalée dans le
temps. Plus l’élévation glycémique est grande (index élevé), plus le pancréas devra sécréter d’insuline pour ramener
cette constante à un niveau normal (glycémie 0.8 à 1.1 g/l). Or, Toute élévation de l’insulinémie est une cause
favorisante de stockage énergétique.

Ainsi la décharge d’insuline sera beaucoup moins élevée après avoir consommé un plat de pâtes qu’une ingestion de
glucose par exemple. Après l’ingestion de glucose, la glycémie augmente, de l’insuline est libérée et favorise la
captation du glucose, qui va donc être stocké sous forme de glycogène dans les muscles.
D’où l’intérêt, chez les sportifs d’endurance, de tenir compte de ces critères et d’effectuer le bon choix parmi les
aliments qui vont composer leurs repas, avant pendant et après l’effort.
Apports hydriques
Chaque jour, nous perdons environ 3l d’eau, par les fèces, la perspiration cutanée, la sudation, et les urines. Il est
donc logique d’avoir un apport hydrique > à 3l pour compenser les pertes. Une consommation de 2l/j semble déjà
suffisante.
Ces apports se font par ingestion de :
• l’eau de boisson  1.5l
• l’eau des aliments  1l
• l’eau métabolique ou de synthèse  300 ml pour 2500 kcal