Glycogène – Comprendre l'essentiel

Dans beaucoup de nos articles, nous parlons du glycogène comme notre carburant stocké le plus efficace. Pourtant, nous avons rarement expliqué ce qu'est vraiment le glycogène et comment il fonctionne. Cet article explore ce qu'est le glycogène, où il est stocké (dans le foie et les muscles, ainsi que dans différentes "zones" de la fibre musculaire), et comment il est utilisé lorsque l'intensité augmente. La question principale est de comprendre comment les niveaux de glycogène sont liés à la fatigue et pourquoi vous pourriez vous sentir épuisé même si votre corps a encore de l'énergie à disposition. La conclusion ? Ce n’est pas seulement la quantité de glycogène que vous avez, mais aussi son emplacement et sa rapidité de disponibilité.

Le glycogène est un polysaccharide, c'est-à-dire une molécule composée de nombreuses unités de glucose liées entre elles et stockées de manière dense. Un polysaccharide contient dix molécules de glucose ou plus et renferme donc une quantité d'énergie significative.

Le glycogène est présent en petites quantités dans la plupart des cellules, mais nos grandes réserves énergétiques se trouvent dans le foie et les muscles. Dans le foie, nous avons environ 100 grammes (400 kcal), soit environ 10 % du poids du foie. Dans les muscles, nous avons approximativement 500g (2000 kcal) dans un état normal. Étant donné que les muscles représentent au moins 35-40 % du poids corporel (femme-male), chaque kilogramme de masse musculaire chez une personne de 75 kg contient environ 15 g de glycogène (1,5 %).

Environ 15 g de glycogène par kilogramme de muscle sont efficaces sur le plan énergétique ; il nécessite environ 7 % d'oxygène en moins pour extraire l'énergie (adénosine triphosphate - ATP) du glycogène par rapport aux acides gras. Il existe un lien clair entre des niveaux bas de glycogène et la fatigue musculaire, car nous pouvons générer moins d'énergie lorsque les réserves sont épuisées. C'est là que cela devient vraiment intéressant pour ceux d'entre nous qui veulent éviter la fatigue. Sans entrer dans les détails de la gestion du calcium par le réticulum sarcoplasmique (RS), le principe est simple : réserves de glycogène épuisées = moins de libération de calcium dans le muscle = fatigue accrue et potentiel réduit pour exercer une force.

Si vous souhaitez explorer davantage, il y a une vidéo explicative, un peu pointue, en bas de page.

Le glycogène se trouve à trois endroits :

1. Glycogène subsarcolemmal : juste sous la membrane cellulaire qui entoure un faisceau de fibres. Il est ainsi connecté aux fibres externes.
2. Glycogène intermyofibrillaire : entre les myofibrilles, c'est-à-dire dans la zone autour des brins qui se contractent lorsque le muscle se tend.
3. Glycogène intramyofibrillaire : le plus proche du moteur de contraction réel. Situé à l'intérieur des petits filaments (actine et myosine) qui glissent les uns sur les autres lorsque le muscle se raccourcit.

Il est intéressant de noter qu'environ 75% de tout le glycogène musculaire existe sous forme de glycogène intermyofibrillaire (point 2). Les deux autres emplacements se partagent le reste et représentent chacun entre 5 et 15%.

Les études montrent que le glycogène intramyofibrillaire (point 3) s'épuise en premier car il est le plus proche des moteurs de contraction. Pour les skieurs de fond d'élite, ce type de glycogène a été réduit d'environ 90 % lors d'un test d'une heure, tandis que les deux autres réserves ont diminué de 75 à 83 %.

Les chercheurs ne comprennent pas encore totalement si nous pouvons contrôler exactement d'où provient l'épuisement du glycogène ou comment cela pourrait affecter la performance. Cependant, le glycogène intramyofibrillaire semble étroitement lié à la fatigue musculaire, car il influence la libération de calcium dans le RS.

Oui et non, mais principalement oui. Premièrement, le glycogène est stocké précisément là où il est nécessaire : à côté du muscle en action. Cela signifie que nous contournons l'étape de transport depuis la bouche à travers l'estomac et l'intestin jusqu'à la circulation sanguine et finalement vers le muscle. C'est l'une des raisons pour lesquelles le glycogène est notre carburant préféré dès qu'un surplus d'énergie est requis. En bref : le glycogène est toujours le carburant le plus rapide.

Deuxièmement, le glycogène, tout comme la maltodextrine, est un polysaccharide. Comme ces molécules sont fortement ramifiées, il y a plusieurs extrémités sur la chaîne. Les enzymes (amylases) qui décomposent la molécule peuvent se fixer à une extrémité et commencer à travailler, donc plus il y a d'extrémités, plus d'enzymes peuvent travailler simultanément, et l'énergie est libérée plus rapidement.

Entrons dans un petit détour geek : les polysaccharides peuvent être construits à partir d'alpha-glucose ou de bêta-glucose. La liaison entre les molécules de glucose est connue sous le nom de liaison alpha ou bêta. Dans notre corps, nous avons de l'amylase, qui peut décomposer l'alpha-glucose avec des liaisons alpha - c'est le glycogène. Le bêta-glucose avec des liaisons bêta, cependant, forme la cellulose, une structure pour laquelle nous n'avons pas les enzymes (cellulase) nécessaires à la digestion. C'est ce que nous appelons les fibres alimentaires : elles sont bénéfiques, traversent le système, et ne fournissent pas d'énergie.

Comme l'amidon et le glycogène sont très ramifiés, ils peuvent être décomposés rapidement. Il en va de même pour la maltodextrine, un type de glucide très ramifié, ce qui le rend courant dans les boissons pour sportifs et les produits énergétiques pour les athlètes d'endurance.

La vitesse à laquelle votre glycogène est épuisé dépend principalement de l'intensité de votre entraînement : plus l'intensité est élevée, plus l'épuisement est rapide. Un exemple spécifique est une étude bien conduite en 1974 par Karin Piehl (lien). Dans cette étude, quatre personnes se sont entraînées intensément pendant deux heures après avoir consommé des aliments riches en glucides (commençant ainsi avec des réserves pleines). Au cours des deux heures, les niveaux de glycogène ont diminué de 125 à 22, puis sont remontés à 64 après cinq heures et 86 après dix heures grâce à un apport énergétique riche en glucides après la séance. Les participants n'ont retrouvé le niveau initial qu'après 46 heures.

Parmi les trois emplacements musculaires, seul le glycogène intramyofibrillaire peut être complètement vidé.

Pouvons-nous savoir exactement quand vous tapez le mur ? Pas vraiment. Une étude fascinante sur des skieurs d'élite a impliqué des participants effectuant des sprints de 4 × 4 minutes sur ski-roulettes (avec 45 minutes de repos entre chaque intervalle) tout en consommant 1,2 g de glucides par kg de poids corporel pendant les périodes de repos. Dès le premier sprint, le glycogène intramyofibrillaire dans les fibres de type I (le plus important, selon l'étude) était épuisé de 50 %, alors que les fibres de type II (rapides, explosives) ne montraient aucune déplétion. Les deux autres réserves, intermyofibrillaire et subsarcolemmale, étaient épuisées de 20 à 35 % chacune dans les types I et II.

Après le quatrième intervalle, les niveaux s'étaient équilibrés et chaque réserve de glycogène avait été épuisée de manière à peu près égale. Il semble que le muscle commence par la réserve la plus proche, puis utilise davantage les autres réserves.

Une autre observation : la quantité totale de glycogène a diminué de 35 % entre le premier et le quatrième intervalle, mais les performances étaient similaires entre les intervalles 1 et 4. Cela suggère qu'une diminution de 35 % ne nuit pas directement à la performance.

Les chercheurs supposent que la boisson sportive consommée par les skieurs pendant la période de repos a joué un rôle. Les muscles ont probablement absorbé le glucose du sang et du foie, et le foie se régénère plus rapidement que les muscles, ce qui peut avoir eu un effet bénéfique pendant les périodes de repos. Donc : nous n'avons pas de moment exact pour quand le mur frappe. Mais pour les skieurs d'élite, il semble que cela prenne plus de quatre minutes avant de devenir critique. 😉

Comprendre précisément les voies et les mécanismes qui contrôlent la dégradation du glycogène de manière spécifique au site et au type de fibre peut avoir des implications majeures pour améliorer la performance sportive et la fonction musculaire, non seulement chez les athlètes, mais aussi dans la population générale et chez les personnes atteintes de maladies de stockage du glycogène. À l'avenir, il pourrait s'avérer que l'entraînement physique et les stratégies nutritionnelles qui assurent la bonne quantité de glycogène au bon endroit et au bon moment soient plus importants pour améliorer la fonction musculaire et la performance que le simple fait de maximiser le chargement du glycogène musculaire.