La faiblesse de l'acide lactique: clarifier les idées fausses courantes

Malgré des recherches datant de de 30 ans, ieurs idées fausses sur l'acide lactique (lactate) existent toujours parmi les praticiens du fitness et le grand public (1). Les idées fausses courantes incluent qu'elle était considérée comme une cause principale de fatigue pendant l'exercice ainsi que la cause de douleurs musculaires d'apparition retardée (DOMS) parfois ressenties 12 à 72 heures après l'exercice. En outre, il a également été considéré à tort comme un déchet du métabolisme qui nuirait aux performances sportives s'il était autorisé à s'accumuler dans la cellule musculaire.

Au contraire, nous en sommes venus à apprendre que l'acide lactique (lactate) est ami qu'ennemi et sert en fait de réserve d'énergie viable pour nos voies aérobie et anaérobie (2, 3). Il est vrai que l'accumulation de ce produit pendant un exercice intense peut modifier le pH musculaire et empêcher la contraction musculaire tout en activant simultanément les récepteurs de la douleur (alias douleur musculaire aiguë), mais ce problème se résout normalement dans les 30 à 60 minutes suivant la fin d'un exercice. (3). Le DOMS subi au cours des heures ou des jours suivants n'a rien à voir avec ce sous-produit métabolique, mais on pense qu'il est aligné avec les microtraumatismes survenant dans les fibres musculaires en raison de charges excessives ou de volumes d'action musculaire excentrique.

Comme nous pouvons le voir, il y a beaucoup à partager et à apprendre sur ce composé, mais avant de plonger dans ce sujet en détail, résolvons d'abord une autre source de confusion - c'est la différence entre les termes `` acide lactique '' et `` lactate '' . '' Bien que l'acide lactique soit produit comme sous-produit du métabolisme du glucose ou du glycogène (glycolyse) lorsque les demandes d'énergie dépassent la disponibilité de l'oxygène, il s'agit d'un acide faible, ce qui implique qu'il se dissocie facilement dans l'eau, le principal composant du muscle. sarcoplasme où la glycolyse a lieu. Les produits de cette dissociation sont la formation d'un ion lactate (chargé négativement) et d'un ion hydrogène (chargé positivement). Donc techniquement, bien que l'acide lactique soit généralement considéré comme vernaculaire de tous les jours, nous nous référons en fait à la présence de lactate (L^-) et l'hydrogène (H⁺) dans le corps humain. Et c'est en fait ces H⁺ ions et non le lactate qui abaissent le pH des tissus qui interfère avec l'action musculaire. L'abaissement du pH dans tout tissu (par exemple, les cellules, le sang) est appelé acidose.

Voies énergétiques

Comme illustré à la figure 1-1, le corps contient deux syss énergétiques; la voie aérobie qui fonctionne en présence d'oxygène et les voies anaérobie qui fonctionnent en l'absence d'oxygène. La voie anaérobie est subdivisée en deux syss; le sys phosphagen immédiat et le sys glycolytique, (également connu sous le nom de sys glycolytique rapide ou lactate) qui est le sujet d'intérêt dans cet article.

Figure 1-1: Vue d'ensemble des voies bioénergétiques

Il est important de reconnaître que ces syss ne fonctionnent pas indépendamment les uns des autres, mais fonctionnent de manière complémentaire, comme l'illustre la figure 1-2. Pensez à la fonction d'un variateur sur un interrupteur d'éclairage. Au fur et à mesure que l'intensité de l'exercice progresse, nous en venons à nous fier davantage à nos syss anaérobies pour de nombreuses raisons, notamment (3):

• la capacité de générer de l'ATP rapidement.
• l'utilisation rapide des molécules d'ATP augmente H⁺ concentration d'ions dans la cellule qui à son tour abaisse le pH de la cellule - cela inhibe l'action de la carnitine palmitoyltransférase I (CPT1) ou de la carnitine acyltransférase qui est nécessaire pour transporter les graisses dans les mitochondries pour la respiration aérobie.
• une utilisation accrue d'hydrates de carbone à mesure que l'intensité de l'exercice augmente également augmente les niveaux d'un composé appelé Malonyl-CoA qui inhibe également l'action du CPT1.

Figure 1-2: Contributions relatives des voies aérobie et anaérobie

Sys de glycolyse, glycolytique rapide ou lactate

Par définition, glycolyse représente la voie métabolique qui décompose le glucose ou le glycogène musculaire en deux pyruvates (3). Bien que le pyruvate soit techniquement considéré comme le produit final de la glycolyse, il subit en fait deux destins généraux:

• il est soit converti en lactate en l'absence d'oxygène suffisant.
• il est transporté dans les mitochondries (usines de carburant aérobie) pour la respiration aérobie.

Cependant, ce qu'il est important de retenir, c'est que le sort du pyruvate ne suit pas un principe du tout ou rien (c'est-à-dire que les deux se produisent simultanément en fonction de la disponibilité de l'oxygène). La quantité de pyruvate qui pénètre dans les mitochondries pour la respiration aérobie dépend de la capacité de la voie aérobie (c.-à-d. La disponibilité de l'oxygène, la taille et le nombre de mitochondries). Tout excès de pyruvate qui ne peut pas passer aux mitochondries est converti en acide lactique qui se dissocie ensuite en L^- et H⁺. L'utilisation d'une analogie peut aider à illustrer ce point:

• Pensez à une autoroute à quatre voies sur laquelle un accident se produit dans les voies en direction du nord. Avec moins de voitures circulant maintenant sur cette section de l'autoroute, nous créons essentiellement un arriéré ralentissant tout le trafic. De la même manière, si le pyruvate s'accumule et n'est pas éliminé, il créera également un arriéré et ralentira toute glycolyse.

Comme résumé de haut niveau illustré sur la figure 1-3, la glycolyse est une séquence de 10 réactions impliquant des composés intermédiaires qui fabriquent finalement les deux structures de pyruvate et dans le processus produisent de l'ATP. Au cours de la glycolyse, H⁺ les ions sont éliminés de certains des produits intermédiaires produits au cours des 10 étapes et sont également produits pendant l'utilisation de l'ATP. Dans le cadre d'exercice à l'état d'équilibre (aérobie), ces H⁺ les ions sont transmis aux mitochondries pour générer de l'ATP, mais dans le cadre d'un exercice non stationnaire (anaérobie), ces H⁺ les ions commencent à s'accumuler car ils ne peuvent tous être évacués vers les mitochondries (en raison de la disponibilité limitée d'oxygène). Cela entraîne une acidose (baisse du pH des tissus) qui ralentit également la glycolyse.

Figure 1-3: Un aperçu général de la glycolyse

Alors, comment le corps résout-il ce problème d'accumulation de pyruvate et de H⁺ ions? Parce que ces composés ne peuvent pas être éliminés direcnt de la cellule, le corps combine l'excès de pyruvate avec ces H⁺ ions pour former de l'acide lactique (L^- et H⁺), qui peuvent à la fois être retirées des cellules et placées dans le sang. En d'autres termes, la formation de ces composés permet au muscle de continuer à travailler longtemps qu'il n'est normalement capable de le faire. Bien que le muscle ait été temporairement soulagé de ce problème, c'est le sang qui a maintenant hérité du problème. Vous pouvez maintenant comprendre pourquoi la production de lactate est en fait amie qu'ennemie, ce qui permet au muscle de travailler longtemps. Mais comme le muscle, l'accumulation de H⁺ les ions dans n'importe quel milieu produisent une acidose qui deviendra un problème à un moment donné (3).

Un autre fait important à prendre en compte - la glycolyse est un ensemble de réactions réversibles comme illustré dans la figure 1-3, ce qui implique que bien que le glucose ou le glycogène puisse être décomposé pour produire du pyruvate et de l'ATP (par exemple, pendant l'exercice), les molécules de pyruvate peuvent reculer dans la voie. pour produire du glucose (par exemple, récupération), mais cela nécessite de l'ATP dans le processus qui est fourni pendant la récupération en métabolisant d'autres carburants comme les graisses. De même, le lactate peut également être reconverti en pyruvate. En substance, le lactate peut être reconverti en pyruvate qui à son tour peut être reconverti en glucose, aidant à établir le fait que le lactate est un carburant viable plutôt qu'un déchet. Ce processus réversible joue un rôle important dans la production d'énergie, la conservation et la reconstitution des glucides.

Production et dédouanement de lactate

Le corps humain produit constamment L^- et H⁺ considérant comment certaines cellules (par exemple, les globules rouges) manquent de mitochondries et ne génèrent donc de l'énergie que par les voies anaérobies (c'est-à-dire la glycolyse). De , nos vies sont représentées par une série d'arrêts et de départs continus (par exemple, monter trois volées d'escaliers, devoir soudainement courir après votre enfant au parc) où nous faisons constamment appel à nos syss d'énergie anaérobie pour fournir une énergie immédiate. qui ne peut pas être complènt fourni par voie aérobie. Cela se traduit par une présence continue de L^- et H⁺ dans le sang, qui si elle est laissée sans surveillance deviendrait désastreuse car l'acidose sanguine peut potentiellement altérer ou endommager les structures protéiques telles que les globules rouges et blancs, les enzymes et les hormones. Heureusement, notre sang a la capacité de tolérer l'accumulation de ces composés car il contient un assornt de tampons pour maintenir à tout moment un pH sanguin relativement stable et presque neutre.

Bien que divers tampons existent dans le sang, chacun ayant une fonction unique, le bicarbonate de sodium (NaHCO₃), communément appelé bicarbonate de soude, agit comme notre principal tampon d'hydrogène. Comme l'illustre la figure 1-4, le sodium ou le potassium présent dans notre sang se lie au lactate pour former un lactate de sodium ou un lactate de potassium qui a ieurs options:

• Élimination du sang dans différentes cellules pour la reconversion en pyruvate pour produire de l'énergie ou du glucose (voie appelée navette lactate) (2)
• Élimination dans le foie où tout glucose produit peut être relâché dans la circulation (voies appelées cycle de Cori) - seules les cellules hépatiques sont capables de libérer du glucose dans le sang, une fonction qui n'est pas possible dans les cellules musculaires (3) .

Cependant, il est également important de noter que certains lactates peuvent même ne jamais quitter la cellule et entrer dans le sang en premier lieu, en particulier lorsque les niveaux de glycogène musculaire dans cette cellule s'épuisent. Ce lactate peut en fait être transféré direcnt dans les mitochondries de la cellule où il est utilisé comme carburant (voies appelées navette intracellulaire) (2).

Figure 1-4: Tampon du lactate et de l'hydrogène avec du bicarbonate de sodium

Le bicarbonate restant se lie avec H⁺ ions pour former de l'acide carbonique (H₂CO₃), un acide faible qui se dissocie ensuite en eau et en dioxyde de carbone. Bien que nous n'ayons pas vraiment besoin d'éliminer cette eau métabolique du corps, tout excès de dioxyde de carbone dont le corps n'a pas besoin peut être expulsé via les poumons.

Au repos, ou pendant des intensités d'exercice faibles ou stables, nous maintenons un équilibre entre la production de lactate et la clairance dans le sang, et la quantité de tampon disponible, mais à des intensités élevées, cela peut devenir un problème. Utilisons une analogie avec le bicarbonate de soude que nous mettons dans notre réfrigérateur pour expliquer ce point. Beaucoup utilisent ce composé pour amortir les odeurs. Imaginez maintenant placer un bol de bicarbonate de soude sur une étagère et chaque fois que votre réfrigérateur développe une odeur, vous enlevez une cuillère à soupe de poudre. Finalement, vous pourriez manquer et avoir besoin de reconstituer le composé. De même, nous devons constamment reconstituer ce tampon au fur et à mesure que nous l'utilisons (en combinant le sodium, l'eau et le dioxyde de carbone - tous présents dans le sang) et tant que nous pouvons reconstituer au même ry ou rapidement que notre taux d'utilisation, nous pouvons maintenir L^- et H⁺ dégagement des muscles et intensité du travail. À tout moment cependant, si nous dépassons notre capacité à reconstituer ce tampon, le sang empêchera de L- et H + de déborder de nos cellules, forçant leur accumulation dans la cellule qui altérera la glycolyse. L'accumulation de H⁺ les ions dans la cellule modifieront le pH musculaire et entraveront la contraction musculaire, tout en activant simultanément les récepteurs de la douleur. Les symps ressentis comprennent une légère sensation de brûlure ou de picont dans le muscle, associée à une incapacité progressive à maintenir l'action musculaire. Ceci est souvent appelé le seuil de lactate (LT) par les praticiens et le public dont nous parlerons sous peu. À ce stade, vous avez simplement besoin de temps pour récupérer votre tampon afin que vous puissiez continuer à répandre L^- et H⁺ hors de la cellule ou pour réduire l'intensité de vos exercices. Quelle que soit la force mentale que vous pensez avoir, c'est ici que la physiologie l'emporte sur la psychologie. Essentiellement, cette voie n'est pas nécessairement limitée par vos muscles, mais peut-être par ce que votre sang est capable ou incapable de gérer.

Pensez maintenant à vos circuits - croyez-vous qu'en faisant constamment tourner les groupes musculaires, sans récupération adéquate, vous vous permettez de maintenir l'intensité de l'exercice? En fait vous ne l'êtes pas, car tous les L^- et H⁺ produit dans les différents muscles finit par se répandre dans le sang (systémique) et une fois que nous avons atteint la capacité, vous devrez récupérer ou ralentir. C'est là que nous voyons une transition de l'intensité de l'exercice à l'effort d'exercice - deux paramètres d'entraînement complènt différents.

• Intensité de l'exercice met l'accent sur la surcharge pour devenir gros, fort, rapide; représente de calories dépensées par unité de temps; assure une meilleure forme compte tenu de l'inclusion de récupérations appropriées et peut être mesuré objectivement (par exemple, puissance, temps de sprint de 40 secondes, 1 RM).
• Effort d'exercice met l'accent sur le volume de travail en mettant moins l'accent sur les récupérations appropriées; ne brûle pas nécessairement beaucoup de calories par unité de temps malgré l'augmentation de la quantité de travail effectuée (c'est-à-dire à des intensités faibles); est généralement associée à une grande probabilité de mauvaise technique, à un risque de blessure élevé et à des expériences moins bonnes; et n'est généralemensurée que subjectivement (par exemple, les évaluations de l'effort perçu).

Seuil lactique (LT) et début de l'accumulation de lactate sanguin (OBLA)

Expliquons ces deux termes car il existe une confusion entre les définitions scientifiques de chacun et la manière dont ils sont couramment utilisés dans le domaine de la forme physique et de la performance. Nous aurons toujours une quantité minimale de lactate sanguin étant donné ce qui a été discuté précédemment - les globules rouges manquent de mitochondries et ne produisent donc de l'énergie que de manière anaérobie. Pendant l'exercice, cependant, une augmentation légère mais gérable de H⁺ les niveaux d'ions dans le sang reflètent un petit déséquilibre entre H⁺ débordement des cellules et notre élimination du tampon du sang, et cela illustre la première accumulation de lactate sanguin au-dessus des concentrations au repos (voir la figure 1-5). Ceci est scientifiquement défini comme le lactate seuil (LT), mais est souvent mal compris par les praticiens et le grand public. Techniquement, ce point représente une intensité où les glucides deviennent maintenant le principal carburant du corps ou où le corps commence à perdre son efficacité aérobie (c'est-à-dire la capacité de continuer à brûler les graisses comme carburant principal) et commence à compter davantage sur les syss anaérobies pour aider à produire de l'énergie (5).

De nouvelles augmentations de l'intensité de l'exercice continuent d'augmenter L^- niveaux (et H⁺ ions), ce qui suggère des perturbations importantes entre le débordement du lactate et son élimination du sang. Cela conduit finalement à une augmentation disproportionnée du lactate sanguin et à une acidose ultérieure en raison de niveaux élevés de H⁺. Ce point est connu comme le début de l'accumulation de lactate dans le sang (OBLA), qui est le point auquel la capacité d'effectuer des exercices de haute intensité ne peut pas être maintenue beaucoup longtemps (6).

Physiologiquement, ce marqueur indique une incapacité du corps à éliminer ou à gérer la vitesse à laquelle les ions L- et H + pénètrent dans le sang et la capacité du corps à se débarrasser des ions H + est dépassée. En termes pratiques, c'est le marqueur d'intensité qui intéresse les athlètes et les entraîneurs car les intensités immédiant en dessous de ce niveau représentent la haute intensité durable d'exercice. Cependant, les pratiquants et les athlètes appellent souvent ce point LT, ce qui est techniquement incorrect. Pour éviter toute confusion, les termes seuil ventilatoire 1 (VT1) et le seuil ventilatoire 2 (VT2) sont couramment utilisés pour représenter respectivement LT et OBLA.

Figure 1-5: Marqueurs d'accumulation de lactate - LT et OBLA

Du point de vue de la performance, la mise en œuvre de stratégies pour stimuler à la fois le VT1 et le VT2 améliorera l'efficacité de l'utilisation du carburant et la performance athlétique globale. Bien que l'entraînement aérobie constitue la base de l'entraînement VT1, il fauttre l'accent sur l'entraînement anaérobie (intervalles) pour booster le VT2 qui s'adapte en:

• Renverser L^- et H⁺ rapidement dans le sang à partir des cellules musculaires.
• Éliminer efficacement ces composés du sang.
• Régénérer le tampon lactate rapidement.
• Augmenter légèrement la quantité totale de tampon dans le sang.

Cependant, l'augmentation de votre volume sanguin, obtenue principalement par entraînement aérobie, est également une méthode efficace pour augmenter la quantité totale de tampon lactate contenue dans votre sang. L'entraînement aérobie peut augmenter le volume sanguin de 12 à 20% afin d'accueillir de globules rouges, mais cette même expansion permet également de stocker une quantité grande et soutenue de tampon dans le sang sans augmenter le pH sanguin. Bicarbonate de sodium (NaHCO₃) est une base qui élève le pH sanguin qui ne peut généralement pas dépasser 7,45 (voir Figure 1-4).

Un individu peut également augmenter temporairement ses taux de tampon dans le sang (durer quelques heures) via une intervention nutritionnelle (7, 8):

• Consommer un agent alcalinisant comme le bicarbonate de sodium (bicarbonate de soude) à une dose recommandée de 0,2 - 0,4 g par kg de poids corporel (0,1 - 0,18 g par livre-livre) avec un litre (33,8 oz) de liquide 60-120 minutes avant l'exercice peut s'améliorer performance par réduire acidose métabolique qui limite la performance des exercices de haute intensité. Comme cela a un goût amer et désagréable, il peut être nécessaire d'ajouter des saveurs pour rendre la boisson savoureuse.
• Cependant, il existe des effets secondaires associés à l'ingestion de bicarbonate de sodium, qui incluent des troubles gastro-intestinaux (par exemple, nausées, diarrhée, acidité gastrique) qui doivent être pris en compte.

Différences entre les sexes

Au cours des dernières années, la recherche a examiné les différences de chemin de bioénergétique (énergie) entre les hommes et les femmes (3). Compte tenu du fait que les femmes ont généralement une concentration légèrement faible de fibres de type II que les hommes (fibres responsables de la respiration anaérobie) et des volumes sanguins petits (et donc moins de tampon lactate), on suppose qu'elles ont une faible capacité d'exercice anaérobie par rapport à Hommes. Ces hypothèses sont en outre étayées par la recherche sur le rôle des œstrogènes et les voies anaérobies où l'on pense que les œstrogènes:

• réduire les taux de glycolyse, ce qui réduit les taux de disponibilité de l'ATP.
• réduire les niveaux d'activité des enzymes glycolytiques, ralentissant ainsi la glycolyse.
• réduire les niveaux d'activité de la lactate déshydrogénase (LDH), l'enzyme qui facilite la conversion du pyruvate en lactate, ralentissant ainsi la clairance du lactate du muscle.
• réduit la capacité de charge en glycogène, ce qui se traduit par une quantité de glycogène moins disponible stockée dans les muscles

Collectivement, ces facteurs diminuent l'efficacité et l'efficience globales des voies anaérobies chez les femmes, ce qui mérite d'être pris en considération lors de la programmation. Bien qu'il n'existe pas de lignes directrices claires, les points à retenir sont que les intervalles de travail doivent probablement être courts pour les femmes étant donné leur incapacité potentielle à produire et à éliminer le lactate aussi rapidement, couplé à de petites quantités de tampon disponible par rapport aux hommes, mais peuvent utiliser des intervalles de récupération courts. (par exemple, des rapports travail / récupération de 1 à 2 ou courts) car ils n'ont pas besoin de régénérer autant de tampon. De , les intervalles de travail pour les femmes devraient être un peu moins difficiles que pour les hommes s'ils tentent de faire correspondre les intervalles de temps de travail avec les hommes.

Remarques de clôture

En tant que praticiens, il est de notre responsabilité professionnelle de comprendre les syss physiologiques qui stimulent l'action musculaire afin non seulement de programmer de manière sûre et efficace, mais également de fournir des informations crédibles et précises à nos clients et au public dans nos efforts continus pour faire avancer notre industrie. . En tant que ressource crédible, vous améliorez également l'équité de votre marque, maintenant que votre boîte à outils a élargi votre boîte à outils avec la faible teneur en acide lactique (lactate), aidez-nous collectivement à démystifier de nombreuses idées fausses et mythes entourant ce composé.

Les références

1. Brooks GA, (1985). Seuil anaérobie: examen du concept et des orientations pour les recherches futures. Médecine et science dans le sport et l'exercice, 17 (1): 22-34
2. Brooks GA, (2009). Navettes cellulaires et intracellulaires lactate. Le Journal de Physiologie, 587 (23): 5591-5600.
3. Pocari J, Bryant CX et Comana F, (2015). Exercice physiologique, F.A. Davis Company, Philadelphie, PA.
4. Pilegaard H, Domino K, Noland T, Juel C, Hellsten Y, Halestrap AP et Bangsbo J, (1999). Effet de l'entraînement physique de haute intensité sur le lactate / H⁺ capacité de transport dans le muscle squelettique humain. Journal américain de physiologie, 276: E255-E261.
5. Brooks GA, Fahey TD et Baldwin KM, (2005). Physiologie de l'exercice: bioénergétique humaine et ses applications (4^e). New York, NY: Compagnies McGraw-Hill.
6. Kenney WL, Wilmore JH et Costill DL, (2012). Physiologie du sport et de l'exercice (5^e), Champaign, IL: Cinétique humaine.
7. Bishop D, Girard O et Mendez-Villanueva A, (2011). Capacité de sprint répété partie II: recommandations pour l'entraînement. Médecine du sport, 41: 741-756.
8. Peart DJ, Siegler JC et Vince RV, (2012). Recommandations pratiques pour les entraîneurs et les athlètes: une méta-analyse de l'utilisation du bicarbonate de sodium pour la performance sportive. Journal de recherche sur la force et le conditionnement, 26: 1975-1983.