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Sucres
Exercice
et n˚3
CENTRE D’ÉTUDES ET DE DOCUMENTATION DU SUCRE (CEDUS)
30, rue de Lubeck, 75116 Paris
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Physique
CE QU’IL FAUT RETENIR :
De nombreuses publications cherchant à mieux comprendre les
mécanismes physiologiques à l'origine de l'épuisement du sportif
ont mis en évidence l'importance et le rôle déterminant des glucides
avant, pendant et après l'effort. L'objectif de cette nouvelle brochure
de la collection "Sucre et Santé" est de présenter ces travaux afin
d'aider les médecins à conseiller concrètement les sportifs.
SUCRE ET SANTÉ
COLLECTION
Livrets déjà parus :
N˚1 : Sucres et caries
N˚2 : Sucres et régulation pondérale
N˚3 : Sucres et exercice physique
N˚4 : Sucres et mémoire
N˚5 : Sucres et diabète
Réactualisation
2005

Les objectifs de l'alimentation du sportif de haut niveau sont
avant tout de permettre l'amélioration des performances sportives et
en particulier de l'endurance, en agissant en trois étapes : avant la
compétition, pendant la compétition et après la compétition.
La connaissance de la physiologie et du métabolisme énergé-
tique du muscle au cours de l'exercice musculaire est indispensable
à la compréhension et à l'élaboration de programmes diététiques
adaptés au sportif.
Les glucides sont apparus au premier plan de la diététique du
sportif car l'importance et la restauration des stocks glycogéniques
sont étroitement corrélées à la performance sportive.
La proportion et le type de glucides à recommander ont fait
l'objet de nombreux travaux, et la notion de sucres simples ou
complexes a fait place progressivement à la notion d'index glycémique.
Les programmes diététiques des sportifs sont composés d'une forte
proportion en glucides pouvant varier de 50 à plus de 70 % de la ration
énergétique et de glucides à index glycémique d'autant plus élevé que
les repas se rapprochent de la compétition.
Enfin, il n'y a bien sûr pas une alimentation du sportif, mais des
alimentations pour des sportifs, et les conseils doivent rester adaptés
aux rythmes et aux goûts des athlètes.
Docteur Sophie Fagès
Service d'endocrinologie-nutrition
Paris
Préface
1 - Physiologie du muscle
L'énergétique musculaire
Les réserves de substrats énergétiques
Cinétique de l'utilisation des substrats
2 - Sucres et exercice physique
Les glucides avant l'exercice physique
Les glucides pendant l'exercice physique
Les glucides après l'exercice physique
L’épuisement : l’athlète “heurte le mur”
Les effets de l’entraînement
Bibliographie
Sommaire
4
9
15
Sucres
Exercice physique
et
3
Le CEDUS remercie Aurélie Hervalet, étudiante en
Master professionnel « Entrainement sportif, Nutrition
et Santé », pour son travail d’enrichissement et de
réactualisation qui a permis la réédition de ce livret.

Glycogène
Glucose 1 phosphate
Glucose 6 phosphate
Fructose 6 phosphate
ATP
ATP
Fructose 1,6 diphosphate
2 trioses phosphate
ADP
ATP
Phosphoénol pyruvate
PHOSPHOFRUCTOKINASE
NAD
NADH2
Caractéristiques Anaérobie alactique Anaérobie lactique Aérobie
Filières
Physiologie du muscle
54
L’énergétique musculaire
■Le processus anaérobie alactique
qui est représenté par les réserves mus-
culaires en phosphocréatine et en ATP
est la source d’énergie immédiatement
disponible pour le muscle, mais il ne
permet que la réalisation d’un exercice
de très courte durée et d’une intensité
modérée.
■La glycolyse anaérobie permet la
synthèse de molécules d’ATP par la
dégradation du glycogène en acide
pyruvique.Le rendement est de 3 molé-
cules d’ATP par molécule de glycogène,
mais cette synthèse s’accompagne de la
production d’acide lactique.
■La principale source d’énergie est
représentée par l’oxydation cellu-
laire des substrats et par le passage
dans le cycle de Krebs. Cette voie
permet la génération d’une quantité
très importante d’ATP.Le rendement de
l’oxydation des glucides permet la
La contraction musculaire dépend de
la décomposition de l’adénosine triphos-
phate (ATP) en adénosine diphosphate
(ADP).La réserve musculaire en ATP ne
permet pas bien sûr d’assurer une acti-
vité physique très prolongée qui n’est
permise que par un renouvellement per-
manent des stocks d’ATP par des méta-
bolismes aérobies et anaérobies.
L’énergie fournie par l’ATP provient
de trois sources : (tableau 1)
- Le processus anaérobie alactique
- La glycolyse anaérobie lactique
- L’oxydation cellulaire des substrats
(aérobie)
création de 39 molécules d’ATP par
molécule de glycogène et de 45 molé-
cules d’ATP pour les acides gras à
6 atomes de carbone.L’oxydation des
acides aminés est quantitativement
nettement moins importante.(figure 1)
Figure 1
Substrats énergétiques ATP, phosphocréatine Glucose Glucose, acides gras
Bilan énergétique 1 ATP 2-3 ATP / glycosyl >36 ATP / glycosyl
par molécule de substrat
D’après “Filières et substrats énergétiques de l’exercice :implications nutritionnelles”.
In : Apports nutritionnels pour la population française 3eédition (2001).
Caractéristiques des filières énergétiques de re-synthèse de l’ATP musculaire
“Métabolites” (hors chaleur) ADP, créatine H+, acide lactique CO2, H2O, (urée)
Présence d’oxygène Non Non Oui
Réserves d’énergie Muscles Muscles Muscles/tissu adipeux
Durée des épreuves 0 à <20 s 20 s à <2 min 2 min
couvertes à plusieurs heures
Exemples d’exercices Force, vitesse “résistance” “endurance”
i
i
ADP ATP
ADP
ATP
HEXOKINASE
PYRUVATE KINASE
Lactates
LACTASE DÉSHYDROGÉNASE
A/Phosphocréatine
et ATP musculaire
Source d’énergie
immédiatement disponible
B/Glycolyse anaérobie
lactique
Dégradation du glycogène
en acide pyruvique
Acétyl-coA
C/Oxydations cellulaires
des substrats
Source principale d’ATP
CO2
Cycle de Krebs
ADP + P ATP
i
GLUCOSE
Voies métaboliques permettant la synthèse de l’ATP
utilisée au cours de l’exercice musculaire
Anaérobiose
Aérobiose
LIPIDES
Chaîne respiratoire
PYRUVATE
mitochondrie
Tableau 1
i
R
NADH
NAD
Alanine
oxalo-acétate

7
Physiologie du muscle
6
Cinétique de l’utilisation des substrats
GLUCIDES
Il est tout d’abord important de rappe-
ler le rôle de l’insuline. Sécrétée par le
pancréas en réponse à la présence de
glucose,elle favorise en effet l’entrée et
l’oxydation du glucose dans les muscles
mais aussi son stockage sous forme de
glycogène.
Si l’on étudie la cinétique de l’utilisation
des glucides et des lipides au cours de
l’exercice musculaire,il faut prendre en
compte le type d’activité physique et
donc l’intensité de l’effort définie par la
VO2 max ainsi que sa durée.La figure 2
représente la part des substrats utilisés
pour une activité à 75% de la VO2 max.
Les réserves de substrats énergétiques
La principale source d’énergie pour le
muscle provient du métabolisme aéro-
bie par l’oxydation des substrats et leur
passage dans le cycle de Krebs et pour
une plus faible part par la glycolyse
anaérobie.L’ensemble de ces processus
suppose l’existence de réserves éner-
gétiques pouvant être utilisées au cours
de l’exercice physique.
L’organisme doit également main-
tenir une glycémie quasi constante
indépendamment de la nécessité de
fournir une source d’énergie au
muscle à l’effort.
Ces réserves énergétiques se composent
essentiellement de réserves en glucides
et en lipides.
L’essentiel des réserves glucidiques
se situe dans le tissu musculaire
sous forme de glycogène.
Cette réserve ne peut être utilisée que
par le muscle par la voie de la glycogé-
nolyse musculaire qui est directement
suivie de la glycolyse pour la synthèse
d’ATP in situ.Une partie beaucoup plus
faible du stock de glycogène est située
dans le foie. Son utilisation est moins
rapide que pour le glycogène musculaire
puisque,après dégradation en glucose,
il doit d’abord passer dans le sang avant
d’atteindre le muscle.
Ces réserves en glucides sont cependant
négligeables et ne permettent d’assurer
que moins de 24 heures des besoins
énergétiques au repos.
Au cours d’un exercice physique,l’épui-
sement des réserves glycogéniques est
rapide et survient entre 90 et 120 min
de VO2 max. Il existe une importante
variation de la quantité du glycogène
musculaire qui dépend de la masse mus-
culaire.Les performances des spor-
tifs sont étroitement liées à la
concentration et à la restauration
des stocks en glycogène. Associée
à l’entraînement physique, une
bonne stratégie alimentaire peut
faire tripler les réserves.
Les réserves en lipides de l’organisme
sont représentées par les triglycérides
principalement situés dans le tissu
adipeux mais aussi dans le muscle.
Au cours d’un exercice,l’augmentation
des catécholamines,du glucagon et de
l’ACTH stimule la lipolyse permettant la
libération d’acides gras à partir des
triglycérides musculaires et surtout des
réserves adipocytaires.L’utilisation des
acides gras libres circulants est essen-
tielle lors des exercices physiques de
longue durée (> 90 min) où l’oxydation
lipidique devient alors primordiale dans
le métabolisme énergétique musculaire
notamment par sa capacité à épargner
le glycogène.
Au cours d’un exercice d’intensité croissante, la consommation d’oxygène augmente linéairement
avec la puissance développée jusqu’à une valeur limite qui reste constante même si la puissance
imposée est encore accrue. Cette valeur limite correspond à la consommation maximale d’oxygène
(VO2 max). La puissance à partir de laquelle celle-ci est atteinte correspond à la puissance
maximale aérobie.
La VO2 max varie avec l’âge : sa valeur augmente progressivement pendant l’enfance et l’adoles-
cence, se stabilise entre 20 et 30 ans pour décroître progressivement. Cette régression, qui est
indépendante du sexe, peut être retardée par un entraînement régulier ou une vie très active.
Dans la pratique sportive, la performance athlétique de longue durée est en relation directe avec
la VO2 max. Ainsi pour effectuer un exercice soutenu dans le temps, le sportif doit effectuer son
effort à 75% VO2 max.
Qu’est-ce que la VO2 ?

9
Physiologie du muscle
8
L’utilisation du glycogène par le
muscle dépend de la puissance et de
la durée de l’exercice. La consomma-
tion musculaire en glycogène est direc-
tement proportionnelle à l’intensité de
l’activité physique. A puissance égale,
elle est très importante au début de
l’exercice et dépend de la glycolyse
anaérobie, puis cette consommation
diminue au profit de l’oxydation des
lipides et du glucose sanguin.
LIPIDES
L’utilisation des lipides augmente
avec la durée de l’exercice, mais elle
varie également avec la puissance
de celui-ci.
La puissance de l’exercice modifie leur
utilisation puisque leur oxydation est
faible pour des exercices à puissance
élevée où l’utilisation du glycogène est
prédominante, mais importante pour
des exercices de puissance modérée
mais de longue durée.
L’insuline inhibe la lipolyse et favorise le
stockage des graisses dans le tissu adi-
peux.
RESTAURATION DES RÉSERVES
Il apparaît que la restauration et
l’importance des stocks glycogé-
niques sont étroitement corrélées à
l’entraînement, d’autant plus qu’il
s’agit d’épreuves d’endurance.
Figure 2
Représentation de la part respective des substrats
utilisés au cours d’un exercice prolongé à 75% de la VO2 max.
0123 4
100
80
60
40
20
0
Glycogène
% de substrats utilisés
L’alimentation du sportif avant,pendant
et après l’effort a fait l’objet de nom-
breuses publications pour tenter de
mieux comprendre les mécanismes
physiologiques à l’origine de l’épuise-
ment du sportif et pour permettre
d’établir une stratégie alimentaire qui
améliorerait les performances.
Sucres et exercice physique
Les glucides sont rapidement appa-
rus comme étant le déterminant
principal de l’alimentation du spor-
tif. La distinction habituelle entre sucres
simples et complexes a fait place à l’uti-
lisation de la notion d’index glycémique
(figure 3),et le choix entre des glucides à
fort ou faible index glycémique avant
pendant ou après l’effort a été largement
étudié.
L’index glycémique (IG) d’un aliment est calculé en mesurant la glycémie pendant
les 2 heures qui suivent l’ingestion de 50 g de cet aliment. Ces mesures per-
mettent d’obtenir une surface sous la courbe qui est alors exprimée par rapport
à la surface sous la courbe de 50 g d’un aliment de référence, le glucose. L’in-
dex glycémique peut varier avec la composition des aliments et avec leur mode
de cuisson. Ainsi par exemple, pour les pâtes, plus le temps de cuisson est impor-
tant, plus l’IG s’élève, du fait de la dégradation de l’amidon (gélatinisation).
9
Glucose sanguin
Glucides simples Glucides complexes
L’index glycémique
Heures
Lipides
Glucides rapides Glucose (100) Pomme de terre au four (85)
à index glycémique Soda (97) Purée (80), frites (75)
élevé (>70) Gaufres (76) Céréales de petit déjeuner type Corn Flakes (75)
Barre chocolatée (70) Baguette (95), pain blanc (70), pain complet (77)
Riz brun (76) et riz «gluant» (98)
Glucides moyens Saccharose (sucre de table) (68) Vermicelle (58)
à index glycémique Ananas (59), Betterave (64) Riz basmati (58), riz blanc (60)
moyen (55-70) Crème glacée (61) Porridge (58), muesli (55)
Biscuit type petit beurre (60) Pomme de terre chips (57), patate douce (61)
Miel (58) Semoule de couscous (65)
Glucides lents Fructose (20), lactose (46) Lentille (30), haricot sec (30), pois chiche (28)
à index glycémique Abricot sec (31), carotte (47) Haricot rouge (28), haricot blanc (38)
bas (<55) Pamplemousse (25), pomme (38), All bran (33)
Poire (38), orange (42)
Soja (18), petits pois (50) Pâtes aux œufs (40)
Chocolat (50) Pain aux céréales (45), au son (44), de seigle (50)
Jus d’orange (53) Spaghetti (42), nouille (47)
Kiwi (53), banane (52), mangue (51), Riz complet (41)
Raisin (46)
Index glycémique des principaux sucres et de quelques aliments (comparés au glucose) (figure 3)
Source : Foster Powell K,Ha Holt S, Brand Miller J.« International table of glycemic index and glycemic
load values=2002 ». Am J of Clinical Nutrition, 2002,76, 5-56.
Figure 3