L’oxydation des graisses expliquée : Comment brûler plus de graisses que de sucres pendant l’effort?

L’oxydation des graisses est un processus par lequel l’organisme décompose les lipides, libérant ainsi de l’énergie pour alimenter vos performances. Mais pourquoi l’utilisation des graisses comme carburant est-elle importante pour les performances d’endurance ? Comment votre corps décide-t-il d’oxyder des graisses plutôt que les sucres ? Et comment pouvez-vous développer votre capacité d’oxydation des graisses pour augmenter votre efficacité énergétique et votre puissance ? Que vous soyez entraîneur ou athlète, cet article vous aidera à mieux comprendre le fonctionnement de votre corps et à l’améliorer.

Dans cet article, nous verrons ce qu’est l’oxydation des graisses (un paramètre clé en physiologie du sport) et comment faire en sorte que votre corps brûle plus de graisses que de sucres pendant l’exercice. Nous parlerons également de la répartition des substrats, c’est-à-dire de la manière dont votre corps décide du carburant à utiliser pendant l’exercice. Enfin, nous examinerons différents types d’interventions d’entraînement et leurs effets réels sur l’utilisation des graisses.

Plongeons dans l’aventure !

Oxydation des graisses pendant l’effort et performance d’endurance

Tout d’abord, il faut comprendre comment l’oxydation des graisses va influencer vos performances d’endurance.

Pendant l’exercice, votre corps utilise principalement des sucres, des graisses et de l’oxygène pour recycler l’ATP en cours de dégradation. L’ATP, qui signifie Adénosine Triphosphate, est la monnaie énergétique du corps humain. L’énergie qui alimente chaque processus à l’intérieur de votre corps (y compris les contractions musculaires) provient des liaisons chimiques qui maintiennent la molécule d’ATP ensemble.

Nous décomposons toujours une certaine quantité de sucre, même au repos et à faible intensité. Alors pourquoi devons-nous penser à l’oxydation des graisses ? L’utilisation des graisses est importante pour le développement athlétique global, les performances et la santé, et ce pour plusieurs raisons.

Tout d’abord, la décomposition des graisses par bêta-oxydation produit plus d’ATP par unité de carburant que les sucres. L’utilisation des graisses est donc plus efficace d’un point de vue énergétique. La deuxième raison tient à la taille de nos réserves de carburant.

Je m’explique :

les réserves de graisse et les réserves de glucose à l'intérieur du corps
Illustration visuelle de la quantité de graisse disponible comme carburant dans le corps humain par rapport aux sucres (glucose/glycogène).

Comme vous pouvez le voir dans l’image ci-dessus, nous avons BEAUCOUP plus de réserves de graisse que de réserves de glucose/glycogène à l’intérieur du corps. Et cela n’a rien à voir avec la quantité de graisse corporelle que vous portez. Même pour un coureur maigre de 70 kg, la taille des réserves de graisse (tissu adipeux, acides gras libres, triglycérides intramusculaires, etc.) dépasse de loin celle des sucres stockés.

Épargnez votre glycogène

Le glucose/glycogène est extrêmement important pour les efforts de haute intensité (type VO2max), comme lorsque vous devez gagner une course dans le sprint final ! Il est donc logique d’épargner vos réserves de glycogène et de les garder pour les moments importants.

En augmentant la quantité de graisse que vous brûlez, vous alimenterez davantage vos performances sans trop puiser dans vos précieuses réserves de glycogène.

L’image ci-dessous montre clairement la relation entre les performances d’endurance et l’oxydation maximale des graisses.

Comparaison de l'oxydation maximale des graisses dans différents groupes démographiques.
Oxydation des graisses chez différentes populations : Cycliste pro, modérément actif, syndrome métabolique. Adapté de San Millan et al (2018)

Avant d’essayer de comprendre comment augmenter notre capacité à brûler les graisses, il faut d’abord comprendre comment le corps choisit le carburant à utiliser pendant l’exercice.

Choix du carburant pour l’exercice : Graisses VS Sucres

Nous avons déjà déterminé qu’en brûlant plus de graisses, nous pouvons épargner nos petites réserves de glycogène pour le moment où nous en aurons le plus besoin. Mais comment pousser l’organisme à utiliser davantage de graisses comme carburant ? Qu’est-ce qui dicte la répartition des substrats ? C’est ce que nous allons étudier dans cette partie de l’article.

mème sur l'exercice d'endurance : répartition du carburant entre les graisses et les sucres
Comment l’organisme décide-t-il du carburant à utiliser pendant l’exercice ?

First let’s set the scene.

Au repos, le rapport ATP/ADP est élevé dans le cytosol de nos cellules musculaires. Cela signifie qu’il y a beaucoup de molécules d’ATP, mais peu d’ADP. Cela s’explique par le fait qu’il y a peu de travail cellulaire et que peu de molécules d’ATP sont décomposées (n’oubliez pas que l’énergie se trouve à l’intérieur des liaisons !)

L’ADP (ou AMP) est ensuite recyclé en ATP à l’intérieur de la mitochondrie. La mitochondrie est la centrale électrique de la cellule. Elle utilise l’oxygène ainsi que les sucres et les graisses décomposés pour recoller un phosphate sur l’ADP (pour le retransformer en ATP).

Capacité mitochondriale et activité glycolytique

Il est important de comprendre que l’ADP active la glycolyse. Au cas où vous ne le sauriez pas, la glycolyse est la décomposition des sucres (glucose ou glycogène) en pyruvate/lactate. Cela signifie que plus il reste d’ADP en circulation, plus les sucres seront utilisés comme carburant. La quantité d’ADP restante dépend principalement du nombre de mitochondries que vous possédez.

illustration d'une cellule musculaire au repos avec une faible capacité mitochondriale
Cellule musculaire au repos (faible capacité mitochondriale). Les mitochondries peuvent faire face aux faibles niveaux d’ADP, de sorte que l’activation glycolytique est faible.

Examinons maintenant cette question dans le contexte de l’exercice physique.

Au fur et à mesure des contractions musculaires, une plus grande quantité d’ATP est dégradée. Cela modifie le rapport ATP/ADP en faveur d’une concentration plus élevée d’ADP. Malheureusement pour cette cellule (à faible capacité mitochondriale), elle ne peut pas gérer l’excès d’ADP produit. Dans ce cas, l’ADP supplémentaire activera la glycolyse, augmentant ainsi l’utilisation des sucres comme carburant.

illustration d'une cellule musculaire à faible capacité mitochondriale pendant l'exercice
Cellule musculaire lors d’un exercice facile (faible capacité mitochondriale). Les mitochondries ne peuvent pas faire face aux niveaux croissants d’ADP et l’activité glycolytique augmente.

Une capacité mitochondriale élevée augmente l’oxydation des graisses

Dans le cas d’un réseau mitochondrial plus développé, davantage d’ADP sera “tamponné”. Ceci, à son tour, diminuera la régulation de la glycolyse et laissera plus de place à l’oxydation des graisses.

illustration d'une cellule musculaire pendant l'exercice avec une capacité mitochondriale élevée montrant une forte oxydation des graisses
Cellule musculaire lors d’un exercice facile (capacité mitochondriale élevée). Les mitochondries peuvent facilement faire face aux niveaux croissants d’ADP, de sorte que l’activité glycolytique est faible, laissant la place à l’oxydation des graisses.

Nous savons aujourd’hui que la capacité mitochondriale joue un rôle important dans l’utilisation des graisses comme carburant. L’oxydation des graisses se produit lorsque la quantité de mitochondries présentes est suffisamment élevée pour tamponner l’ADP, ce qui maintient l’activité glycolytique à un faible niveau.

Comment améliorer la densité et la fonction des mitochondries pour faciliter l’oxydation des graisses ? C’est ce que nous allons voir dans la section suivante.

Augmenter l’oxydation des graisses grâce à l’entraînement d’endurance

Le principal moyen de développer la densité mitochondriale (et d’améliorer l’oxydation maximale des graisses) est l’entraînement d’endurance. Mais toutes les intensités d’entraînement ne se valent pas ! Nous allons maintenant analyser l’effet de chaque type d’entraînement et la manière dont il affecte votre développement mitochondrial.

domaines d'intensité de l'exercice, zones d'entraînement et développement mitochondrial
Différentes intensités d’entraînement entraînent différents types de développement mitochondrial.

Au bas du spectre d’intensité, on trouve le domaine d’intensité modérée. Ce domaine se situe en dessous du premier seuil et correspond généralement à la zone 1 et à la zone 2. Ce type d’entraînement est vraiment facile et peut être effectué pendant de nombreuses heures. Les cyclistes professionnels consacrent souvent plus de 20 heures par semaine à ce type d’entraînement. C’est là que la densité/volume mitochondrial sera le plus développé. C’est également là que vous obtiendrez les taux maximaux d’oxydation des graisses.

L’avantage de cet entraînement à faible intensité est qu’il ne fatigue que très peu le corps. Vous pouvez donc en faire BEAUCOUP sans vous épuiser. Assurez-vous de connaître vos zones physiologiques pour optimiser votre entraînement.

Une fois le premier seuil franchi, nous entrons dans le domaine des intensités élevées. À ces intensités, les niveaux de lactate augmenteront au-dessus de la ligne de base tout en restant stables. Cet environnement interne contribuera à développer la capacité de votre corps à transporter et à utiliser le lactate comme carburant. Si vous avez déjà entendu parler de termes d’entraînement tels que “tempo”, “sweetspot” ou “seuil”, c’est généralement à ce type d’entraînement qu’il est fait référence.

Ce type d’entraînement est évidemment nécessaire pour les performances d’endurance. Mais en faire trop sans une récupération adéquate et sans une base solide de faible intensité peut avoir un impact négatif sur le développement de vos mitochondries.

Entraînement au-dessus du seuil n° 2

Le deuxième seuil est communément appelé seuil anaérobie, puissance/vitesse critique ou état d’équilibre du lactate maximal. Une fois que nous dépassons cette zone grise, nous passons du domaine de l’intensité élevé à celui de l‘intensité sévère.

Dans le domaine des intensités sévères, on observe généralement l’apparition de VO2max, de niveaux élevés de lactate et d’une défaillance de la tâche dans les 3 à 30 minutes. À ces intensités, très peu (voire pas du tout) de graisse est utilisée comme substrat, car tout l'”espace” est occupé par le lactate (le sous-produit de la glycolyse). Cependant, nous constatons le développement de la capacité ET de la fonction mitochondriales lors de ce type de séances d’entraînement.

L’inconvénient de ce type d’entraînement est qu’il est très exigeant sur le plan métabolique et mental. Il n’est donc pas recommandé d’accumuler de grandes quantités de travail de ce type. Il doit cependant être utilisé dans le cadre d’un programme d’entraînement structuré avec une bonne répartition de l’intensité.

Au-delà du domaine grave, nous entrons dans ce que l’on appelle le domaine d’intensité extrême.

Cet entraînement est également connu sous le nom d’entraînement par intervalles de sprint (SIT) ou de “sprints de Wingate”. Il s’agit généralement d’efforts intenses réalisés pendant 6 à 60 minutes à une intensité supra-maximale. Ces séances intenses semblent déclencher la mitophagie ou la destruction planifiée des “vieilles” mitochondries pour les remplacer par des mitochondries plus récentes et plus performantes.

Comprendre le développement des mitochondries en pensant à l’entraînement d’endurance

Pour un examen complet de nos connaissances actuelles concernant l’entraînement et le développement des mitochondries, consultez les excellentes présentations de David Bishop ci-dessous :

David Bishop sur l’entraînement et le développement mitochondrial

Pour conclure cette section, nous pouvons dire qu’un programme d’entraînement d’endurance bien équilibré produira le meilleur développement mitochondrial au fil du temps. Cela améliorera notre capacité d’oxydation des graisses et nos performances.

Quel est le lien entre l’oxydation des graisses et la perte de graisse ? Une meilleure oxydation des graisses augmente-t-elle votre capacité à brûler/perdre du poids ? Voyons cela plus en détail.

Programme d’entraînement pour améliorer l’oxydation des graisses

Programme d'entraînement endurance

Oxydation des graisses et perte de graisses

Il est important de comprendre que ces deux phénomènes se ressemblent beaucoup, mais qu’ils ne sont pas identiques.

L’oxydation des graisses décrit l’utilisation des molécules d’acides gras par les mitochondries pour recycler l’ATP. La perte de graisse décrit une diminution de la masse grasse au niveau du corps entier. Nous avons vu que l’utilisation des graisses est largement dictée par la capacité des mitochondries. La perte de graisse est plutôt le résultat du maintien d’un déficit calorique suffisant au fil du temps. Si l’environnement hormonal est adéquat (sommeil suffisant et faible niveau de stress), le corps “utilise” généralement ses réserves adipeuses lorsqu’il est placé en situation de déficit calorique. Ainsi, si l’amélioration de l’oxydation des graisses est bénéfique pour votre santé et vos performances, elle n’aura pas d’impact direct sur votre perte de graisse.

Comme j’aime à le dire, si vous souhaitez perdre de la graisse ou du poids, vous devez manger comme un adulte et dormir comme un bébé !

Vous trouverez plus d’informations à ce sujet dans ma récente présentation sur Youtube :

Lectures complémentaires sur l’oxydation des graisses

San-Millan et al. (2008), Assessment of Metabolic Flexibility by Means of Measuring Blood Lactate, Fat, and Carbohydrate Oxidation Responses to Exercise in Professional Endurance Athletes and Less-Fit Individuals, Sports Medicine

Kindal A Shores (2000), Metabolic Adaptations to Endurance Training: Increased Fat Oxidation, Honours Thesis

Questions fréquemment posées sur l’oxydation des graisses

Qu’est-ce que l’oxydation des graisses ?

L’oxydation des graisses est le processus par lequel l’organisme décompose les graisses (triglycérides) en molécules plus petites, telles que les acides gras libres et le glycérol, qui peuvent ensuite être utilisées comme source d’énergie. Ce processus se produit principalement dans les mitochondries des cellules et constitue un élément important du métabolisme énergétique de l’organisme.

Quand se produit l’oxydation des graisses ?

L’oxydation des graisses augmente principalement grâce à l’entraînement et à une augmentation de la capacité mitochondriale. Cela a pour effet d’épargner les réserves de glycogène, ce qui permet à l’athlète d’être plus performant à un stade ultérieur de la course.

Comment mesurer l’oxydation des graisses ?

Il existe plusieurs façons de mesurer l’oxydation des graisses :
La calorimétrie indirecte : Il s’agit de mesurer la quantité d’oxygène consommée et de dioxyde de carbone produite pendant l’exercice ou l’activité, ce qui peut indiquer l’utilisation des graisses comme carburant par l’organisme.
Techniques des isotopes stables : Il s’agit de consommer une petite quantité de graisse marquée, comme l’octanoate, puis de mesurer le carbone marqué dans l’air expiré ou l’urine afin de déterminer le taux d’oxydation des graisses.
Analyses de sang : La mesure des niveaux de certains acides gras et corps cétoniques dans le sang peut également fournir une indication sur l’oxydation des graisses.
Analyse de la composition corporelle : L’absorptiométrie biénergétique à rayons X (DXA) et l’analyse de l’impédance bioélectrique (BIA) sont deux méthodes courantes pour mesurer la composition corporelle, y compris le pourcentage de graisse corporelle, et peuvent également donner une indication du taux d’oxydation des graisses.
Veuillez noter que ces méthodes ont des niveaux de précision différents et que certaines d’entre elles peuvent nécessiter l’assistance d’un professionnel.

Comment augmenter l’oxydation des graisses ?

En effectuant davantage d’entraînements de faible intensité et en développant votre densité mitochondriale.

L’oxydation des graisses m’aidera-t-elle à perdre de la graisse corporelle ?

Pas directement. Cependant, l’augmentation de votre niveau d’activité sera bénéfique à la fois pour vos performances et pour votre santé. Le maintien d’un déficit calorique raisonnable au fil du temps est le meilleur moyen de perdre du poids et de la graisse corporelle.

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