LES EFFETS METABOLIQUES DE LA PRATIQUE PHYSIQUE Alain
LES EFFETS METABOLIQUES DE LA PRATIQUE PHYSIQUE Alain VARRAY Université Montpellier I Laboratoire « Sport Performance Santé »
EVOLUTION HISTORIQUE l l Origines déjà anciennes Travaux centrés sur ð les déterminants de la performance ð puis interaction activité physique et santé Ø centrés sur aspects préventifs Ø progression des pathologies liées à la sédentarité l Tonalité plus moderne : ð activités physiques et compensation de problèmes pathologiques (directs ou indirects)
Activité physique et optimisation de la santé l Pourquoi cette évolution ? chroniques désordres 2° interagissant sur la pathologie primaire ð apparition d ’une spirale d ’aggravation, nourrie par une de l’activité physique spontanée ð pathologies l La pratique des A. P. permet de dépasser ce cercle vicieux ð si les bases physiopathologiques sont bien établies ð si les pb à court terme sont bien gérés
EFFETS METABOLIQUES DES APS l Peuvent être abordées : ð effets généraux standards (sujet sain) ð effets appliqués aux pathologies métaboliques l INTERET: ð connaître et comprendre les effets induits par une pratique hors contexte pathologique ð établir un «état des lieux» des Wx éclairant l ’interaction entre A. P. et pb métaboliques
EFFETS GENERAUX l Modèle dominant = entraînement en endurance et immobilisation l effets sur enzymes oxydatives+++ ð grande plasticité de l ’adaptation musculaire Saltin et Rowel, 1980 ð Implications importantes (régularité de pratique)
Cinétique des effets du désentraînement ________________Henrickson et Reitman, Acta Physiol Scand, 1977.
Effets sur les enzymes glycolitiques l Peu ou pas affectés par l ’entraînement en endurance (EEn) ð enzymes peu représentées dans les fibres de type I ou intermédiaires (IIa) ð EEn : Ø augmente le pourcentage de fibres de type I (discuté) Ø induit une migration des fibres IIb IIa l Le déconditionnement l’équipement musculaire en enzymes glycolitiques et le % de fibres de type IIb
Effets sur la capillarisation musculaire squelettique l Aspect controversé ð modalités l si entraînement peu intense ð effet l de pratique influent diversement isolé sur enzymes oxydatives si entraînement suffisamment intense ð effet additionnel sur la capillarisation ð augmentation allant jusqu ’à 50% l effet plus durable que l’adaptation enzymatique (tjs vrai > 8 mois d ’arrêt)
Effet sur la régulation glycémique l Etudes anciennes (années 70) : comparaisons transversales (entr. vs non entr. ) ð insulinémie basale ð réponse insulinique à perfusion de glucose l Travaux + récents longitudinaux: ð tolérance au glucose id. mais avec réponse insulinique ð prévention des effets délétères du vieillissement sur l’insulinorésistance Kahn et al. , Am J Physiol, 1990
Effets chroniques vs aigus l Effet sur insulinosensibilité ð important si sujet entraînés ð plus modeste en situation aiguë l Il existe donc une combinaison d’adaptations ð locales musculaires ð systémiques
Oxydation des substrats (1) l l Importance +++ pour les pathologies métaboliques Activité physique influe sur la mobilisation des substrats (effort constant ou progressif) ð oxydation des CHO ð oxydation des lipides l l Cinétique rapide (dès 5 jours de pratique) Précède l’augmentation des enzymes oxydatives mitochondriales Green et al. , J. A. P. , 1992
Oxydation des substrats (2) l Diminution de la dépendance aux CHO: oxydation glycogène intramusculaire ð turnover glucose plasmatique ð l oxydation des lipides ð vraie à même intensité absolue ou relative Van Loon et al. , J. A. P. , 1999 dépendance aux AGL plasmatiques ð oxdation des triglycérides intramusculaires ð Ø modérée à court terme Ø très importante ensuite
_______________Phillips et al. , J. Appl. Physiol. , 1996.
Effets sur cholestérol et lipoprotéines l l Modifications durables si participation cte pas de relation directe entre effets sur profil lipoprotéique et aptitude physique : ð effet l sur profil L + rapide travail +++ de King et al. , Circulation 1995: ð croisement : Ø des intensités de pratique Ø des fréquences d ’entraînement sur 2 ans l’intensité de pratique, la participation chute de + d ’ 1/3 ð suivi
La pratique à intensité modérée est suffisante pour produire des effets à long terme ___________King et al. , Circulation, 1995
Le facteur fréquence est proportionnellement plus important que le facteur intensité (pour des compliances ) ___________King et al. , Circulation, 1995
MAIS Un point commun: si arrêt de pratique, les effets disparaissent rapidement Favoriser la pratique régulière
Au delà des effets sur le sujet sain…. l Intérêt majeur: ð comment interagissent les effets métaboliques sur des sujets ayant des troubles métaboliques ð questions variables selon les pathologies ð les effets recherchés ne sont pas toujours identiques: Ø soit vérifier si un effet potentiel peut être obtenu Ø soit cher un effet spécifique pour un problème spécifique (p. e. insulinorésistance)
A. P. et D. I. D. l Travaux déjà anciens montrent : ð effets aigus ð effets chroniques l Effets aigus: ð augmentation de la clearance du glucose perfusé
____________Dorchy et al. , Acta Paediatr. Scand, 1976
A. P. ET D. I. D. l Effets chroniques: ð Etude clinique (1948) : Ø possibilité ¢ ¢ de réduire l’insulinothérapie sans aggraver le contrôle glycémique en augmentant les apports en glucose MAIS: disparition en quelques jours après arrêt entraînement
Effets synergiques insuline exercice l Effet de l’exercice sur le contrôle du DID + récemment confirmé: (Bak et al. , 1988) ð dose d ’insuline de 15% en 6 semaines ð hémoglobine A 1 c signif. ð augmentation de 15% de l’activité maximale de la glycogène synthase Meilleur contrôle du diabète et normalisation de la capacité de stockage du glycogène musculaire
A. P. et profil lipidique chez le D. I. D. . l l Mosher et al. , Arch. Phys. Med. Rehab. , 1998 masse maigre 3. 5%, cholestérol total et triglycérides id.
Limite des A. P. S. l Comparaison DID sédentaires et athlètes ð prises d ’insuline < chez athlètes (41 vs 53 U/jour) ð pas de concentration Ø glycogène musculaire Ø GLUT 4 ð Hémoglobine l glycosylée Hb. A 1 c chez athlètes Nécessité des bases physiopathologiques ð adéquation nature de pratique et pb métaboliques Ebeling et al. , Diabetes, 1995
A. P. et D. N. I. D. l Résultats majeurs: pourquoi? insulino-résistance ð muscle squelettique=site majeur de l’insulinorésistance ð DNID Ø masse musc: 40 à 50% de la masse corporelle tot. Ø Assure 90% de la captation de glucose insulino-médiée Ø rôle +++ de GLUT 4 (concentration et/ou translocation)
A. P. et insulino-sensibilité l L’entraînement normalise l’insulino-sensibilité (IS) ð par ð //t, concentration GLUT 4 de l’adiposité viscérale (r=0. 84) ð Effet Mourrier et al. , Diabetes Care, 1997 potentialisé si diète pauvre en CHO Ø exercice l Dela et al. , Diabetes, 1994 isolé IS de 3 à 18 h vs 2 jours Synthèse du glycogène musculaire insulinomédiée x 2 Perseghin et al. , New Engl J Med, 1996
A. P. DNID et facteurs de risques cardio-vasculaires l Diminution des facteurs de risques cardiovasculaires Lehmann et al. , Diabetologia, 1995 des triglycérides (20%) ð HDL-C (23%) et HDL-3 (26%) ð PA Syst et diast. , Fc repos ð l Eclaire les résultats épidémiologiques ð risques en fonction de la dépense énergétique Ø proportionnel à importance des facteurs de risques
on se s a m lle e d ore x p de or n c I ____________Helmrich et al. , New Engl J Med, 1991 te i ns H y r pe
Effets métaboliques chez les obèses l Problématique DNID (insulino résistance) ð même Ø l type de résultats (Dolan et al. , Biochesm J, 1993) captation glucose par le muscle qd exo Aspects + spécifiques: ð intérêt relatif exercice vs régime alimentaire ð effets sur composition corporelle ð équilibre de la balance énergétique ð effets sur profil lipidique Effets sur comorbidité
A. P. et obésité: quelles réponses? l Intérêt relatif exo vs diète résultats contradictoires ð si combinaison, effets > et plus durables ð l Kraemer et al. , MSSE, 1998 Composition corporelle masse grasse mais transitoire ð effets sur obésité viscérale ? ? ? (MSSE, 1999) ð pas d’effet sur : ð Ø Ø ð métabolisme de repos oxtion des lipides /24 heures Treuth, MSSE, 1998 Pasman, Int J Obes, 1999 amélioration du profil lipidique
A. P. obésité et profil lipidique l triglycérides ð augmentation clearance via lipoprotéine lipase Fergusson et al. , Int J Obesity, 1999 l relation entre triglycérides plasmatiques et des LDL ð qd triglycérides , LDL diminution Ø Ø l risque DNID risque de complications cardio-vasculaires effets HDL-C ++, LDL-C +/Stefanick, MSSE, 1999
CONCLUSION PERSPECTIVES ? ? ? l Effets importants: sur normalisation de l’état du sujet ð sur des facteurs de risques associés ð mais, inconstants ð l Méthodologie scientifique ? à priori, non ð bases physiopathologiques spécifiques ? ð Individualisation des intensités (évaluation métabolique) ? ð l Pourtant, l’A. P. ne doit pas être conçue comme univoque
_______________Richter et al. , Diabetes Care, 1992
Pour optimiser…. l Conditions d’une pratique à long terme ? ð Effets l importants mais transitoires Définir des objectifs spécifiques ð interface l effets métaboliques: pathologie métabolique Individualiser les intensités proposées ð par rapport aux objectifs spécifiques
Pour optimiser…. l Conditions d’une pratique à long terme ? ð Effets l importants mais transitoires Définir des objectifs spécifiques ð interface l effets métaboliques: pathologie métabolique Individualiser les intensités proposées ð par rapport aux objectifs spécifiques
EPREUVE D ’EFFORT AVEC ANALYSE DES SUBSTRATS ENERGETIQUES UTILISES 60 % Pmax 50 % A jeun 40 % 30 % 20 % 0 Repos 3 9 15 Exercice 21 27 Temps (min. ) Récupération
CALCUL DE L’UTILISATION DES SUBSTRATS OXYDES l Quand QR assimilable à un QR glucido-lipidique: l Utilisation des équations issues de la calorimétrie indirecte: l CHO (mg/min) = 4, 585. VCO 2 – 3, 2255. VO 2 l Lipides (mg/min) = -1, 7012. VCO 2 + 1, 6946. VO 2 l Intérêt: l Individualiser l’entraînement / réalité métabolique d’effort
Homme de 35 ans, IMC=23 kg/m² DEPENSE CALORIQUE D'EFFORT 60 100 50 90 40 80 30 70 20 60 10 50 0 40 30 40 50 60 % de puissance max Kcal/mn 8 Glucides (%) Lipides (%) % RESPECTIF DE SUBSTRATS OXYDES 6 GLU LIP 4 2 0 0 70 90 115 140 Puissance (W) Crossover 125 W (55 %) Fc 135, Oxydation lipidique max 115 W (48 %) Fc 125
Femme de 50 ans , IMC=29, 5 kg/m² % RESPECTIF DE SUBSTRATS DEPENSE CALORIQUE D'EFFORT 60 100 50 90 40 80 30 70 20 60 10 50 40 0 Repos 20 30 40 % de puissance max 50 KCal/min 5 Glucides (%) Lipides (%) OXYDES 4 3 GLU LIP 2 1 0 0 20 30 40 Puissance (W) Crossover 20 W (19%) Fc 102, Oxydation lipidique max 20 W (19%) Fc 102 50
L'activité physique est un médicament hypolipidique, hypotenseur, bradycardisant, vasodilatateur, diurétique, amaigrissant, cathartique, hypoglycémique, tranquillisant, hypnotique et antidépresseur: Seulement, c'est un médicament dont la prescription et l'observance ne sont pas toujours aisées…
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