Flexibilité métabolique et exercice

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La flexibilité métabolique est la capacité à répondre ou à s’adapter aux changements conditionnels de la demande métabolique. Ce concept complexe a été exposé comme étant à la base de la résistance à l’insuline et des mécanismes régissant la sélection des carburants entre le glucose et les acides gras, mettant en évidence, à son tour, l’inflexibilité métabolique caractéristique des sujets atteints d’obésité et de diabète de type 2.

Dans l’article suivant, nous aborderons en détail le concept de flexibilité métabolique sur la base de ce que dit la littérature. En outre, nous contextualiserons ce terme en fonction du contexte pathologique et de l’importance de l’exercice physique.

Qu’est-ce que la flexibilité métabolique ?

La flexibilité métabolique est décrite comme la capacité d’un organisme à répondre ou à s’adapter en fonction de la demande métabolique ou énergétique du moment.

Cette capacité d’adaptation du métabolisme est réalisée par la détection, le trafic, le stockage et l’utilisation du substrat, en fonction à son tour de la disponibilité et des besoins énergétiques.

Par exemple, la flexibilité métabolique est essentielle pour maintenir l’équilibre énergétique en période d’excès ou de restriction calorique, et en période de demande énergétique faible ou élevée, comme pendant l’exercice (1).

Les études récentes sur la physiologie de l’exercice, ont beaucoup contribué à identifier les mécanismes possibles produits avant une éventuelle inflexibilité métabolique, qui d’une certaine manière, est très caractéristique de l’utilisation ou de la demande de carburant dans les populations atteintes du syndrome métabolique, de l’obésité et du diabète de type II.

Comme on le sait, il existe de multiples facteurs qui vont influencer la flexibilité métabolique, comme la composition du régime alimentaire et la fréquence des repas, l’entraînement physique et l’utilisation de composés pharmacologiques (2).

D’où vient le terme de flexibilité métabolique ?

Le concept le plus courant de flexibilité métabolique, a été proposé dans un contexte de sélection des carburants après la transition du jeûne vers un état d’alimentation, principalement le jeûne et sa relation avec la stimulation de l’insuline pour expliquer la résistance à l’insuline(3).

D’autre part, Randle et al (1963), présentaient déjà un principe pour expliquer l’oxydation élevée des acides gras et la réduction de l’oxydation du glucose sous-jacente à ce qui serait la résistance à l’insuline et le diabète de type 2.

inflexibilité métabolique
Image 1 – Principales différences entre flexibilité et inflexibilité métabolique.

Ces concepts d’inflexibilité métabolique ont ensuite été reconsidérés dans la population diabétique de type II pendant les conditions de post-absorption, puisque, le muscle squelettique est connu pour avoir une oxydation élevée du glucose et une oxydation réduite des acides gras (5).

Le terme de flexibilité métabolique a évolué pour englober d’autres circonstances et tissus métaboliques, aujourd’hui il est davantage contextualisé en référence à une adaptabilité physiologique basée sur un état pathologique et une demande énergétique spécifique à l’exercice physique.

L’importance de la flexibilité métabolique

Le foie, le tissu adipeux et les muscles régissent la flexibilité métabolique systémique et gèrent la détection, l’absorption, le transport, le stockage des nutriments et la dépense énergétique en communiquant par des signaux produits par le système endocrinien.

Au niveau moléculaire, la flexibilité métabolique dépend de la configuration des voies métaboliques, qui sont régulées par des enzymes et des facteurs de transcription spécifiques, dont beaucoup interagissent étroitement avec les mitochondries.

Cependant, comme expliqué ci-dessus, dans un contexte pathologique ou caractéristique de sédentarité et de mauvaise alimentation, cette homéostasie dans laquelle se trouve l’organisme est altérée par une demande et une consommation différentes de substrats énergétiques, ce qui conduit ou peut conduire à long terme à l’insulino-résistance, au syndrome métabolique, au diabète de type II et à l’obésité (6).

L’exercice physique et la flexibilité métabolique

L’exercice physique est une autre condition physiologique qui nécessite une flexibilité métabolique pour faire correspondre la disponibilité du carburant aux besoins métaboliques et répondre aux demandes énergétiques.

La durée et l’intensité de l’exercice peuvent profondément influencer la demande énergétique, dépendant ainsi des réserves d’énergie et des voies cataboliques de manière très différente (7).

D’autre part, l’exercice physique dépend d’une certaine « plasticité musculaire », faisant référence à la capacité du muscle à s’adapter et à répondre à une variété de stimuli, y compris la flexibilité métabolique.

L’entraînement, compris comme un état stable, peut alors modifier le stockage et la disponibilité du carburant des muscles squelettiques (8).

L’exercice physique, à son tour, implique des réponses métaboliques qui répondent à des conditions uniques au sujet, ainsi qu’à d’autres qui lui sont extérieures. Par exemple, la température, l’humidité, les vêtements, la nourriture, l’âge, le sexe, entre autres, des facteurs qui conditionnent la voie métabolique qui va prédominer à ce moment-là.

Il existe également des mécanismes qui favorisent la meilleure voie métabolique pour assurer l’efficacité en termes d’apport énergétique nécessaire. Où la masse musculaire, le foie et le tissu adipeux sont les grands réservoirs d’énergie, puisque, ils vont régir la flexibilité métabolique en lien étroit avec le système endocrinien.

Le rôle des mitochondries dans la flexibilité métabolique

La flexibilité métabolique implique la mitochondrie, étant cet organite qui facilite l’entrée plus ou moins importante de macronutriments pour leur oxydation ou leur utilisation. Battaglia et al (2012) ont montré qu’une bonne masse musculaire pouvait améliorer la flexibilité métabolique et que dans la population obèse le métabolisme des graisses est augmenté (9).

D’autre part, on sait qu’après un régime riche en glucides, l’index glycémique augmente et donc l’insuline aussi, ce qui augmente l’absorption du glucose ainsi que sa dégradation intracellulaire.

Dans le même temps, l’utilisation des acides gras est inhibée, de sorte que l’inclusion des acides gras transportés par la carnitine sera limitée dans leur entrée dans les mitochondries.

Les acides gras et leur utilisation chez les individus entraînés et non entraînés.
Image 2 – Les acides gras et leur utilisation chez les individus entraînés et non entraînés.

Donc, des quantités élevées de glucose sanguin sont définitives pour l’utilisation de ce nutriment au niveau mitochondrial tout en inhibant l’utilisation des graisses.

Nonobstant cela, si le but est d’utiliser significativement les graisses pendant l’exercice, mais qu’avant l’exercice des aliments très riches en glucides sont ingérés, le résultat est de diriger le métabolisme vers le glucose avec une limitation simultanée de l’utilisation des graisses.

Flexibilité métabolique et utilisation des graisses

Lorsque les acides gras ne sont pas utilisés, ils sont synthétisés en triglycérides et stockés. L’augmentation du pyruvate produit dans la glycolyse accélère encore l’oxydation du glucose et l’inhibition de la lipolyse et de la bêta-oxydation (10).

Cela signifie qu’il est facile d’imaginer comment nous pouvons provoquer un type physiologique d’inflexibilité métabolique si nous mangeons par erreur un certain aliment avant l’exercice, principalement des aliments multiprocessés ou riches en graisses et en sucres raffinés, qui, comme nous le savons déjà, détériorent également la composition corporelle en augmentant la graisse viscérale.

D’autre part, on sait que l’une des causes sous-jacentes de cette modification est un mode de vie de moins en moins actif. À ce stade, le manque d’exercice est probablement l’une des principales causes de corruption de la flexibilité métabolique.

Conclusion sur la flexibilité métabolique et l’exercice

Il semble que les facteurs les plus limitants pour un apport énergétique adéquat et optimal ou pour assurer la flexibilité métabolique soient les habitudes nutritionnelles bien connues, la NEAT et l’exercice physique dans sa juste part.

Une masse musculaire de meilleure qualité serait un autre facteur important pour améliorer la flexibilité métabolique.

D’autre part, les mitochondries ont un rôle fondamental pour éviter la rigidité métabolique, car, si leur fonction est altérée par la sédentarité, une mauvaise alimentation et le vieillissement biologique, cela entraîne une mauvaise flexibilité au niveau métabolique.

Enfin, l’exercice physique est présenté comme une mesure fondamentale pour contrôler la flexibilité métabolique et ainsi améliorer la santé. Récupérer la personne dans un état pathologique ou un syndrome métabolique, tout en réduisant le risque de mortalité.

Références bibliographiques

  1. Goodpaster, B. H., Sparks, L. M. (2017). Flexibilité métabolique dans la santé et la maladie. Cell Metabolism. 25(5), 1027-1036. (lien)
  2. Smith, R. L., et al. (2018). La flexibilité métabolique en tant qu’adaptation aux ressources et aux besoins énergétiques dans la santé et la maladie. Revues endocriniennes. 39(4), 489-517. (lien)
  3. Goodpaster B. et Kelley D. (2008). Inflexibilité métabolique et résistance à l’insuline dans le muscle squelettique dans : Hawley J. Zierath J. Physical Activity and Type 2 Diabetes. Human Kinetics, 59-66. (lien)
  4. Randle, P. J., et al (1963). Le cycle glucose-acide gras. Son rôle dans la sensibilité à l’insuline et les perturbations métaboliques du diabète sucré. Lancet. 1963;1(7285), 785-789. (lien)
  5. Kelley, D.E., et al (1993). Interaction entre le métabolisme du glucose et des acides gras libres dans le muscle squelettique humain. The Journal of Clinical Investigation .92 (1) : 91-98. (enlace)
  6. De Fronzo, R. A. y Tripathy, D. (2009). La résistance à l’insuline du muscle squelettique est le principal défaut dans le diabète , 2. Diabetes Care. 32(2), 157-163. (enlace)
  7. Hawley, J. A. (2014). Hargreaves M, Joyner MJ, Zierath JR. Biologie intégrative de l’exercice. Cell. 159(4), 738-749. (enlace)
  8. Rasmussen, M. et al (2014). Réponses épigénétiques dynamiques à la contraction musculaire. Drug Discovery Today. 19(7), 1010-1014. (enlace).
  9. Battaglia, G. M. (2012). Effet de l’entraînement à l’exercice sur la flexibilité métabolique en réponse à un régime riche en graisses chez les personnes obèses. American Journal of physiology. Endocrinologie et métabolisme. 303(12), 1440-5. (enlace)
  10. Muoio, D. M. (2014). Inflexibilité métabolique : quand l’indécision mitochondriale conduit à un blocage métabolique. Cell. 159(6), 1253-1262. (lien)
Souplesse métabolique et exercice 1

Mon nom est Ortiz Jonathan, j’ai 28 ans et je suis de Miramar Buenos Aires Argentine. Ma formation me permet d’être diplômée en éducation physique avec une spécialisation en haute performance et en sport, anthropométriste ISAK II et sauveteuse. Actuellement, je suis un master en physiologie de l’exercice à l’Université de Barcelone.
Je travaille comme entraîneur, gestionnaire et anthropomètre dans le centre d’entraînement fonctionnel et Cineantropometria Corporal Kinesis, que vous pouvez me trouver sur les réseaux sociaux (@kinesis corporal). Je travaille également dans des établissements scolaires de la ville où j’habite, en tant que professeur de physiologie à l’école de sauvetage CEF N°75 et dans un centre d’éducation physique.

Je suis passionné par la recherche et l’enseignement de tout ce qui concerne les sciences du sport et l’exercice physique. Je cherche à travers ma formation et mes écrits, être un lien et déverser sous l’analyse d’une manière simple les preuves actuelles sur les sujets d’intérêt dans la formation.

Faire partie de ce réseau de formation avec la validité scientifique me donne une grande satisfaction, il m’encourage à continuer à grandir en tant que professionnel, à ce jour j’ai 50 articles publiés dans ce réseau d’information. J’espère que vous pourrez tirer quelque chose d’utile de ma participation à ce réseau. Dans mes données personnelles, vous trouverez mon contact. Un grand salut.

Cordialement Lic. Ortiz, Jonathan

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