Fatigue et récupération : définition

A la suite d’un entraînement ou d’une compétition la fatigue aiguë s’accompagne de dommages musculaires qui durent plusieurs jours et qui gênent une récupération intégrale. La fatigue se traduit par une diminution de la force maximale volontaire, par une augmentation de la dépense énergétique et par l’apparition de processus inflammatoires et de douleurs musculaires !

Pour diminuer les phénomènes de fatigue post-exercice, plusieurs stratégies d’amélioration de la récupération sont évoquées actuellement dans la littérature, comme par exemple l’utilisation de techniques de cryothérapie, l’usage d’anti-inflammatoires ou encore de massages post-séances, néanmoins un consensus existe dans la littérature scientifique pour affirmer qu’une nutrition adaptée reste l’une des meilleures garanties avec le sommeil d’une récupération complète (Hausswirth, 2010).

Fatigue et récupération : le rôle du stress oxydant

Une hypothèse explicative des dommages musculaires associés aux phénomènes de fatigue relie ceux-ci à la formation de radicaux libres oxygénés (RLO ; stress oxydant) qui seraient la principale cause des dommages de la cellule musculaire. Il est aujourd’hui clairement admis que l’exercice notamment excentrique induit un stress mécanique mais également un stress oxydant via une production de radicaux libres liée à une consommation accrue d’oxygène consommé au cours de l’exercice (Powers et Hamilton, 1999). Cette production de radicaux libres se traduit par une perturbation de l’équilibre antioxydant et pro-oxydant présent naturellement dans l’organisme (Fig. 1).

Plusieurs études ont établi une relation causale entre les contraintes mécaniques de l’exercice et les dommages tissulaires ainsi qu’entre la génération de radicaux libres oxygénés (RLO) et les dommages cellulaires.

L’étendue de ces lésions est classiquement appréciée par les niveaux d’activité, dans le plasma, de protéines intramusculaires, normalement peu concentrées dans ce compartiment. La lactodéshydrogénase (LDH) et les créatines kinases (CK) sont les marqueurs les plus sensibles de ces dommages musculaires. Par ailleurs, en réponse aux dommages, les leucocytes vont libérer le facteur nécrosant des tumeurs (TNFα) afin de stimuler toute la phase de réaction aiguë de la réponse inflammatoire (Warren et al., 1999). Ainsi, afin de lutter contre ce phénomène biologique, le stress oxydant doit être limité et les défenses antioxydantes renforcées. Pour cela, il convient notamment d’adopter une alimentation variée et dans certains cas (effort physique, carence alimentaire par exemple) de fournir à l’organisme des antioxydants naturels en complément alimentaire. Ces compléments nutritionnels sont souvent des complexes de vitamines et de minéraux (exemples : vitamines C, E, ß-carotène, zinc, sélénium, magnésium…) qui sont susceptibles de limiter les effets délétères des RLO et donc de protéger, d’une manière plus ou moins efficace, les matériaux biologiques vis-à-vis des phénomènes de stress oxydant liés à l’exercice physique (Nieman 2001).

Figure 1 – Perturbation de l’équilibre antioxydant pro-oxydant de l’exercice.

Supplémentation en vitamines et minéraux et récupération après un exercice de longue durée

Ce type d’épreuve caractérisée par une importante dépense énergétique induit la nécessité pour l’athlète d’associer à sa préparation une stratégie d’apport énergétique exogène (Bigard et Guezennec, 2003). Par ailleurs dans ces épreuves les variations de déclivité et de nature de terrain augmentent les risques de microlésions musculaires. Dans ce cadre il est à présent bien établi dans les épreuves d’endurance que l’augmentation de la consommation d’oxygène et les dommages musculaires liés aux exercices excentriques se traduisent par l’apparition d’un stress oxydant néfaste pour l’organisme notamment chez le sujet peu entraîné. Ainsi quelques études se sont intéressées à l’influence de certaines vitamines sur le stress oxydant. Les résultats semblent suggérer une influence positive de plusieurs vitamines (E et C) sur la capacité antioxydante et un possible effet positif de cette supplémentation sur l’altération musculaire lors du travail excentrique (Mastaloudis et al., 2004). Des travaux récents ont analysé l’effet d’une stratégie de supplémentation avant l’exercice en vitamines et minéraux (Isoxan Endurance®, NHS, Rungis, France) sur la fatigue et la capacité de récupération après une épreuve d’ultra-longue distance (Gauche et al., 2006 ; Hausswirth et al., 2006). Dans ce travail le traitement a débuté 21 jours avant l’épreuve et a pris fin 2 jours après la fin de la course. Les résultats n’indiquent aucun effet de la supplémentation sur la performance dans l’épreuve (Pl : 6 h 50 min vs. Ao : 6 h 56 min) ou sur la fatigue post-épreuve (chute de FMV (Force Maximale Volontaire) : -37 %). En revanche un effet significatif de la supplémentation est observé sur la récupération des capacités de force maximale. Dans le groupe supplémenté les valeurs retrouvent des valeurs normales 48h après la course alors que ces valeurs sont toujours significativement altérées dans le groupe sans supplémentation (Fig. 2).

Figure 2 – Variation de la force maximale volontaire (FMV) après l’épreuve d’ultra-rail dans les deux groupes (Gauché et al. Medicine & Science in Sports exercise, 2006).

Supplémentation en vitamines et minéraux et récupération après un exercice de force ou de résistance

Au cours de l’entraînement de force ou de résistance il a été montré que la répétition des contractions concentriques et excentriques avec une forte contrainte mécanique imposée par la charge déplacée entraîne un stress mécanique qui va conduire au sur-étirement graduel des sarcomères qui vont progressivement être endommagés. Dans ce cadre il est classiquement observé à la suite de ce type d’entraînement une augmentation des douleurs musculaires, une diminution de la mobilité segmentaire associée à une diminution de la force maximale volontaire, et une altération des propriétés contractiles du muscle. Pour lutter contre ces altérations un effet positif d’une supplémentation en vitamines peut être suggéré afin de diminuer les processus inflammatoires (Sacheck et Blumberg, 2001). Récemment Louis et al. (2010) ont testé l’effet d’une supplémentation de 21 jours avec un complément de type Isoxan Force® (NHS, Rungis, France) sur la capacité de récupération aiguë et à court terme lors d’un entraînement en force de trois semaines avec 3 séances par semaines. A la suite de la période d’entraînement, la force maximale volontaire des muscles extenseurs de la cuisse a augmenté dans les deux groupes. Dans le groupe Ao cette amélioration était supérieure à celle du groupe placebo et la récupération entre les séances a été améliorée (Fig. 3). Les résultats des analyses de sang réalisées avant et après la période d’entraînement et de supplémentation indiquent une augmentation significative des valeurs de CPK après la période d’entraînement, mais uniquement pour le groupe Pl alors que ces valeurs diminuent pour le groupe Ao. Ce résultat est confirmé par le dosage des TNFα qui montre une augmentation significative (+ 87 %) de la réponse inflammatoire à la suite de l’entraînement pour le groupe Pl alors que la variation est non significative pour le groupe Ao (+ 14,3 %) (Fig. 4).

Figure 3 – Evolution de la force maximale volontaire isométrique des muscles extenseurs de la cuisse (exprimée en pourcentage du pré-test) à la fin de chaque semaine d’entraînement chez les deux groupes de sujets (Ao vs. Pl) (Louis et al, Science & Sports, 2010).

Figure 4 – Concentrations plasmatiques en CPK (à gauche) et TNFα (à droite) avant et après la période d’entraînement en force chez les deux groupes de sujets (Ao vs. Pl) (Louis et al., Science & Sports, 2010).

Supplémentation en vitamines et minéraux et récupération chez l’athlète vieillissant

Chez l’athlète vieillissant, les lésions d’origines mécaniques et oxydatives liées à l’exercice peuvent être associées aux processus de vieillissement. Tout comme l’exercice physique, le vieillissement semble pouvoir imposer un stress oxydant au corps par augmentation de la production de RLO dans le muscle squelettique (Jackson, 2009).

Récemment Louis et al. (2010) ont étudié l’impact d’une supplémentation en vitamines et minéraux de type Isoxan Sénior® (NHS, Rungis, France) sur la capacité de récupération à la suite d’un exercice excentrique épuisant chez des masters athlètes (66,1 ± 5,8 ans). Après 21 jours de supplémentation les auteurs ont montré que la supplémentation ne modifiait pas la fatigue induite par l’exercice. En revanche un effet positif de cette supplémentation est observé sur la tolérance à l’exercice lors de la récupération avec une moindre dépense énergétique (i.e. meilleur rendement et diminution de la surconsommation d’oxygène à l’exercice) (Fig. 5).

Par ailleurs, dans cette étude les valeurs de créatine kinase ont augmenté significativement pour les deux groupes, mais ces valeurs sont restées significativement élevées à post-48h uniquement pour le groupe placebo (Pl). De la même façon le taux de TNFα a été augmenté significativement pour le groupe Pl, en revanche, aucune variation significative des valeurs de TNFα n’a été enregistrée pour le groupe supplémenté Ao au cours des différents temps de tests (Fig. 6).

Figure 5 – Modification du rendement de la locomotion (delta GE) et de la surconsommation d’oxygène à l’exercice (delta VO2SC) 24 h après l’exercice épuisant chez les deux groupes de sujets âgés (Ao vs. Pl) (Louis et al., Applied Physiology Nutrition and Metabolism, 2010).

Figure 6 – Concentrations plamatiques TNF-α avant et après l’exercice épuisant chez les deux groupes de sujets âgés (Ao vs. Pl) (Louis et al., Applied Physiology Nutrition & Metabolism, 2010).

Conclusion

Chez le sportif jeune, comme chez le master athlète, la complémentation nutritionnelle en vitamines et minéraux ne semble pas agir sur la diminution de la performance musculaire induite par la fatigue. En revanche, dans les études citées précédemment, il a été systématiquement observé que la supplémentation en vitamines et minéraux favorise le retour aux normes de performance musculaire, plus rapide, et améliore la tolérance à l’exercice dans les jours qui suivent l’exercice tout en limitant les processus pro-inflammatoires post-exercise. Dans ces études l’argumentaire scientifique est souvent basé sur une amélioration de l’équilibre antioxydant et pro-oxydant de l’organisme altéré par l’exercice ou le vieillissement. Toutefois, il existe encore trop peu d’informations quant à l’impact d’antioxydants exogènes sur la diminution des dommages tissulaires liés au stress oxydant et aux contraintes mécaniques induites par l’exercice pour pouvoir conclure sur ces hypothèses explicatives. Des travaux complémentaires seraient nécessaires pour valider et expliquer les effets bénéfiques des complémentations nutritionnelles en antioxydants sur la récupération après un exercice physique.

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