Comment le corps change de sources d’énergie en courant

Lors de la course, le corps fournit de l’énergie en utilisant les glucides et les lipides comme principaux combustibles. Le choix de la source d’énergie privilégiée dépend de plusieurs facteurs, notamment l’intensité et la durée de l’effort ainsi que le niveau d’entraînement. Alors que les glucides offrent une source d’énergie rapide mais limitée, les graisses constituent une réserve quasi inépuisable, bien que leur utilisation soit plus lente. Cet article explique les mécanismes de production d’énergie et l’influence de l’intensité et du niveau d’entraînement.

Métabolisme des glucides : énergie rapide grâce au glycogène et au glucose

Les glucides jouent un rôle central dans la production d’énergie, en particulier lors des efforts intenses. Le corps les stocke sous forme de glycogène dans les muscles et le foie. Lors d’une activité physique, ce glycogène est converti en glucose et utilisé comme carburant.

Le glucose peut être traité de deux manières. Lors d’efforts très intenses, lorsque la demande en oxygène est élevée, il est dégradé par la glycolyse anaérobie. Ce processus génère rapidement de grandes quantités d’ATP (Adénosine Triphosphate – l’unité universelle d’énergie du corps), mais produit également du lactate comme sous-produit, qui, en s’accumulant, peut provoquer une fatigue musculaire.

Lors d’efforts d’intensité moyenne à faible, l’énergie est principalement produite par la dégradation aérobie du glucose. Ce processus se déroule dans les mitochondries et est nettement plus efficace, car il permet d’extraire plus d’ATP à partir d’une seule molécule de glucose par rapport à la glycolyse anaérobie. En outre, aucun lactate n’est produit, ce qui permet de maintenir l’effort plus longtemps.

Métabolisme des lipides : production d’énergie lente mais durable

Les graisses constituent une source d’énergie quasi inépuisable, mais doivent être métabolisés par un processus relativement plus complexe et plus lent. Le corps stocke les graisses sous forme de triglycérides dans les tissus adipeux, qui sont transformés en acides gras libres par lipolyse lorsque nécessaire. Ces acides gras sont ensuite transportés dans le sang et absorbés par les muscles, où ils sont métabolisés dans les mitochondries via la bêta-oxydation.

Comme ce processus repose sur un apport suffisant en oxygène, la combustion des graisses est particulièrement efficace à des intensités faibles à modérées. Lorsque l’intensité augmente, l’utilisation des acides gras diminue, car ils ne peuvent pas produire de l’ATP assez rapidement pour répondre aux besoins énergétiques croissants. Dans ce cas, les glucides deviennent la principale source d’énergie.

Différences de disponibilité et de vitesse de production d’énergie

Une différence essentielle entre ces deux processus réside dans la vitesse et la disponibilité de l’énergie. Les glucides fournissent une énergie rapidement utilisable, mais leurs réserves sont limitées. Les réserves de glycogène dans les muscles et le foie peuvent stocker environ 400 à 600 grammes de glucides, ce qui est suffisant pour seulement quelques heures d’effort intense.

Les graisses, en revanche, sont disponibles en quantité quasi illimitée, même chez une personne mince, et pourraient théoriquement permettre d’enchaîner plusieurs marathons. Cependant, leur métabolisation est bien plus lente, ce qui les rend moins adaptés aux efforts de haute intensité.

Influence du niveau d’entraînement sur la production d’énergie

Un entraînement d’endurance régulier entraîne diverses adaptations métaboliques qui permettent au corps d’utiliser plus efficacement les graisses comme source d’énergie. L’un des changements les plus importants est l’augmentation de la densité mitochondriale dans les cellules musculaires. Les mitochondries sont les « centrales énergétiques » des cellules, où les acides gras et le glucose sont transformés en ATP en présence d’oxygène. Plus il y a de mitochondries, plus l’oxydation des graisses est efficace, permettant ainsi d’économiser les réserves de glucides.

Un autre effet de l’entraînement est l’augmentation de l’activité des enzymes dégradant les graisses. Des enzymes comme la Carnitine Palmitoyltransférase 1 (CPT-1) et la Lipase Hormonosensible (LHS) jouent un rôle clé dans la mobilisation et la transformation des acides gras. Une activité enzymatique accrue permet au corps de libérer et de métaboliser plus rapidement les graisses stockées. Des études ont montré que cette adaptation se développe progressivement grâce à un entraînement d’endurance soutenu, rendant l’utilisation des graisses plus efficace (Holloszy & Coyle, 1984).

En outre, un entraînement régulier déplace le « crossover point », c’est-à-dire le seuil à partir duquel le corps passe d’une utilisation prédominante des graisses à une consommation majoritaire de glucides. Les personnes non entraînées commencent à utiliser davantage de glucides dès des intensités modérées, tandis que les athlètes entraînés parviennent à exploiter les graisses même à des intensités élevées. Cela permet de préserver les glucides pour des phases d’effort intense, comme les sprints finaux ou les montées en compétition.

Différences entre hommes et femmes dans la production d’énergie

Des études indiquent que les femmes présentent un taux plus élevé d’oxydation des graisses que les hommes, c’est-à-dire qu’elles puisent davantage leur énergie dans les lipides, notamment lors d’efforts submaximaux. Une étude de Tarnopolsky (2008) a montré qu’à intensité modérée, les femmes utilisent jusqu’à 25 % plus de graisses comme source d’énergie que les hommes.

Un facteur clé de cette différence est l’influence de l’œstrogène, une hormone qui favorise l’utilisation des graisses au détriment des glucides. L’œstrogène augmente l’activité des enzymes impliquées dans la dégradation des acides gras, améliorant ainsi l’efficacité métabolique des femmes pour les efforts prolongés.

De plus, les femmes ont tendance à avoir un taux plus élevé de fibres musculaires de type I, qui sont optimisées pour l’oxydation des graisses. Ces fibres à contraction lente possèdent une densité mitochondriale élevée, ce qui les rend idéales pour les sports d’endurance. Cette caractéristique pourrait expliquer pourquoi les femmes sont mieux adaptées aux efforts longs et modérés, en exploitant plus efficacement les graisses comme source d’énergie.

Conclusion

Lors de la course, le corps utilise à la fois les glucides et les graisses comme sources d’énergie. La prédominance de l’une ou l’autre dépend de l’intensité de l’effort, de sa durée et du niveau d’entraînement. Les glucides fournissent une énergie rapide mais limitée, tandis que les graisses représentent une réserve quasi illimitée, bien que leur utilisation soit plus lente.

Un entraînement d’endurance permet d’améliorer l’oxydation des graisses en augmentant la densité mitochondriale et l’activité des enzymes de dégradation des lipides. Les athlètes entraînés peuvent ainsi exploiter les graisses à des intensités plus élevées et économiser les glucides pour les moments clés d’un effort intense.