LE RÔLE DES HORMONES PENDANT L’EFFORT EN ENDURANCE

Le rôle des substances hormonales.

Introduction :

Les hormones sont des substances sécrétées par des glandes endocrines. Chaque glande sécrète un type d’hormone bien spécifique. On peut comparer les hormones à des messagers qui apportent des ordres. Ces ordres sont destinés aux différents organes, aux différents tissus de l’organisme… Leur présence et les réactions qu’elles déclenchent sont indispensables au bon fonctionnement de l’organisme. Lors de l’effort notre corps subit un grand nombre de modifications de son homéostasie (équilibre biologique…), celles ci sont régulées et déclenchées par des variations hormonales. Par exemple, le stress d’une compétition s’accompagne d’une élévation de la production d’hormones comme l’adrénaline, les glucocorticoïdes, dont le rôle est entre autre d’accroître les dispositions musculaires, cardiaques, et énergétiques. Les hormones agissent comme de biocatalyseurs.

Selon le type d’effort que l’on réalise, sa durée, les conditions (météo) dans lequel on le réalise, mais aussi son niveau d’entraînement, son état de forme ou de fatigue, le profil hormonal mis en jeu sera différent.

Les hormones sont finalement indispensables aux adaptations de l’organisme à l’effort, à court terme comme à long terme. Toutes les modifications physiologiques, morphologique, bioénergétique et parfois psychologique sont directement ou indirectement dictées par les sécrétions hormonales.  

Les hormones sont couramment utilisées à des fins de dopage. En effet, elles favorisent les adaptations de l’organisme à l’entraînement. Que ce soit au court de l’effort, après l’effort, ou lors d’un cycle d’entraînement intensif nous savons qu’il existe des fluctuations de la sécrétion de certaines hormones. De plus ces dernières sont susceptibles de varier selon les périodes de l’année ou simplement de la journée. Nous allons voir quel sont les effets de certaines hormones sur la capacité d’adaptation de l’organisme, et leur réponse à l’effort et l’entraînement. De nombreux physiologistes soupçonnent les variations hormonales d’être à l’origine des progrès ou du surentraînement de certains athlètes.

1 . Les catécholamines (Adrénaline, Noradrénaline, Dopamine)

Ces hormones sont sécrétées par les glandes médullosurrénales, certaines terminaisons nerveuses et certains neurones du système nerveux central.

Effets  potentiels :

• Augmentation du débit cardiaque (augmentation de la FC et de la puissance des contractions)
• Vasodilatation artérielle.
• Active la glycolyse et la lipolyse des substrats énergétiques.
• Action indirecte sur la croissance musculaire

Evolution au cours de l’effort et de l’entraînement :

Intensité de l’effort :

Plus l’effort est intense et plus la production de catécholamines est forte. Toutefois cette relation n’est pas linéaire. La libération de ces hormones augmente plus brusquement lorsque l’effort se rapproche du seuil anaérobie. Elle est maximale pour des efforts supérieurs à VO2 max.

Durée de l’effort :

Lorsque l’intensité est constante, et que l’effort se prolonge longtemps il se produit une augmentation de la libération de catécholamines. Cette augmentation permet de compenser la diminution des réserves énergétiques et la fatigue qui s’installe au niveau cardiaque et circulatoire. Un même effort stimulera d’autant plus ces hormones que les muscles sont épuisés ou fatigués. Cette stimulation excessive peut parfois nuire à la capacité de récupération et d’adaptation. 

Après l’effort :

Le temps de retour à la normale peut varier de façon considérable selon le type d’effort, sa durée, son contexte… Après une compétition il faut parfois plusieurs jours pour que les valeurs redeviennent normales. Au contraire lors d’un effort en endurance légère et relativement cours le retour à la normale peut durée quelques minutes.

Effet de l’entraînement :

Au cours des semaines d’entraînement, la concentration plasmatique de catécholamines pour un même effort va en diminuant. Il s’agit d’une adaptation économique pour l’organisme En effet, cette diminution ne réduit pas l’effet des hormones puisqu’il se produit une augmentation de la sensibilité qui compense cette diminution.

Remarques :

Compte tenu des effets différents de l’entraînement sur la libération des catécholamines nous pouvons supposer que :

• Si l’effort augmente de manière proportionnelle, la libération des catécholamines augmente beaucoup plus vite à partir d’une certaine intensité.
• Ainsi, pour une même charge mathématique d’effort, la stimulation hormonale sera différente. Le délai de récupération et le degré d’épuisement sera plus ou moins prononcé. (2 heures à 60% de VO2 max seront moins épuisantes que 1 h 30 à 75 % de VO2 max).

2 . Les hormones pancréatiques (insuline et glucagon)

         Le pancréas est un organe qui fait partie du système digestif. Il assure également la fonction de glande endocrine en libérant deux hormones qui sont l’insuline et le glucagon.

         Leurs influencent sur la régulation de la glycémie en stockant ou en libérant du glucose est capital dans les sports d’endurance.

L’insuline :

Effets potentiels :

• Fonction hypoglycémiante, lorsque le taux de sucre dans le sang est trop important il est capté du milieu extra cellulaire vers le milieu intra cellulaire.
• Favorise le stockage du glycogène dans les muscles et le foie.
• Favorise le remplissage des adipocytes après transformation du glucose en triglycérides.
• Favorise l’anabolisme musculaire en améliorant l’entrée des acides aminés au sein de la cellule.
• Inhibe la glycolyse et la lipolyse

Le glucagon :

Effet potentiel :

• Fonction hyperglycémiante, lorsque le taux sucre diminue, il assure son maintien à des valeurs optimales
• Favorise la glycolyse et la lipolyse
• Permet la libération des substrats énergétiques.

Evolution à l’effort, l’entraînement … :

Pendant l’effort :

Ces deux hormones étant antagonistes, leurs concentrations lors de l’effort évoluent souvent en sens inverse. Plus l’effort est intense et se prolonge et plus la libération d’insuline diminue au profit du glucagon. Ces modifications du rapport entre l’insuline et le glucagon favorisent la libération et la production de substrats énergétiques pour répondre aux besoins de l’effort.

Avec l’entraînement :

Les sportifs entraînés présentent des variations moins importantes de ces deux hormones, la production est moindre. Il s’agit d’une adaptation économique où la sensibilité à ces hormones est améliorée par l’entraînement.

Au cours de la journée :

L’insuline présente des variations quotidiennes indépendamment de l’effort ou de l’alimentation. Ainsi, le soir la libération d’insuline présente un pic qui augmente donc le stockage du glucose ou des triglycérides. Cette élévation peut être favorable pour accélérer le stockage du glycogène après l’effort, elle peut aussi être à l’origine d’une augmentation de la masse grasse en cas de mauvaise alimentation et l’absence d’effort physique.

Avec l’alimentation :

Une alimentation trop riche en glucide déclenche une augmentation de l’insulinémie, et donc du stockage de glucose ou de triglycérides. Plus les glucides absorbés franchissent vite la barrière intestinale, et plus le taux de sucre augmente. La réponse insulino-dépendante n’en sera que plus forte, ce qui peut être un atout pour la récupération comme un désavantage pour la ligne.

3 . Les hormones androgènes (Hormone de croissance GH, testostérone, androstènedione)

         Ces hormones sont particulièrement impliquées dans la synthèse de protéines musculaires. Elles figurent sous différentes formes au rang des substances dopantes les plus utilisées dans le sport.

Effets potentiels :

• Favorise la croissance de tous les tissus de l’organisme. Elles jouent un rôle primordial lors la puberté.
• Accélère l’adaptation des muscles stimulés par l’entraînement.
• Favorise la récupération et la régénération des tissus endommagés par l’entraînement.
• Favorise légèrement la production de globules rouges.

Evolution à l’effort, l’entraînement … :

Pendant l’effort :

Les variations plasmatiques d’hormones de croissance sont différentes selon l’intensité de l’effort. Pour des efforts sous maximaux, voir peu intense, il se produit une élévation de la concentration de GH dans le plasma. Toutefois les effets et les causes de ces variations de GH plasmatiques ne sont pas clairement connues. 

Quant à la testostérone nous savons que sa concentration plasmatique augmente pour des efforts d’intensités modérés, et dont la durée se situe entre 30 et 60 minutes. Au-delà d’une heure d’effort la concentration de testostérone diminue à mesure que l’épuisement s’installe. Ainsi, à l’issue d’une compétition nous pouvons constater une diminution de la testostéronémie.

Avec l’entraînement :

En ce qui concerne la GH, peu de travaux relatent son évolution durant une période d’entraînement prolongée. En revanche, nous savons que la testostéronémie de repos est plus importante chez les sujets entraînés en endurance ou en musculation. Enfin nous savons aussi que l’entraînement augmente le rapport entre testostérone et cortisol. Nous verrons bientôt le rôle du cortisol.

Lors des courses à étapes :

Quelques études ont tenté de mettre en évidence une chute de la testostéronémie lors de course à étape afin de justifier un éventuel rééquilibrage hormonal. La plupart de ces travaux ne permettent pas de prouver qu’il y à une chute des la testostéronémie significative, et qui plus est , nécessite un rééquilibrage.

Au cours d’une journée :

Nous savons que la GH et la testostérone présente des pic de concentrations plasmatiques au cours d’un cycle de 24 heures. Ainsi, la testostéronémie augmente le matin au alentour de 6 h à 9 h, tandis que la GH présente un pic en soirée en même temps que l’insuline.

Ces variations permettent de justifier certaines stratégies diététiques et d’entraînement afin de profiter de ces pics pour optimiser les effets de l’entraînement.

Remarques :

• Les entraînements en endurance et de courte durée s’accompagne d’une élévation de la testostéronémie qui se prolonge parfois plusieurs heures après la séance. Dans le cadre de la récupération il s’agit d’une donnée à prendre en compte pour accélérer le processus de régénération et d’adaptation de l’organisme.
• Si la testostérone et la GH sont des hormones impliquées dans la synthèse protéique, l’alimentation doit aussi être planifié de manière à apporter des protéines lorsque les concentrations hormonales d’androgènes d’élèvent.

4 . Les glucocorticoïdes.

         Dans cette famille nous trouvons une hormone également utilisée à des fins de dopage, il s’agit du cortisol. Le cortisol est une hormone qui agit souvent conjointement avec les catécholamines.

Effets potentiels :

• Favorise le stockage du glycogène par le foie et le muscles.
• Favorise la néoglucogenèse par son action protéolytique.
• Intervient dans la mobilisation des lipides à des fins énergétiques.
• Son action est donc hyperglycémiante.
• Intervient dans le phénomène du stress pré compétitif.
• Effet anti inflammatoire et antalgique.

Evolution à l’effort, l’entraînement … :

Pendant l’effort :

Lors d’un effort de faible intensité (moins de 60 % de VO2 max) l’augmentation de la cortisolémie est très faible. En revanche au-delà de cette intensité elle augmente d’autant plus que l’effort est intense. Si l’effort se prolonge longtemps on observe encore une augmentation progressive de la cortisolémie qui peut atteindre 3 à 4 fois sa valeur de repos.

Il est fréquent que l’athlète épuisé se retrouve dans une situation inverse avec une chute de sa cortisolémie, ce qui constitue d’une part un phénomène de protection pour ne pas endommager l’organisme, et parfois un signe de surentraînement. 

Avant et après l’effort :

Il est fréquent d’enregistrer une élévation de la cortisolémie et des catécholamines dans les heures qui précède une compétition ou un examen important. Il faut considérer cette augmentation comme une conséquence du stress qui accélère le métabolisme énergétique.

Après l’effort, le délai de retour à la normale est d’autant plus long que la cortisolémie d’effort était élevée.

Avec l’entraînement :

La cortisolémie diminue avec le niveau d’entraînement. Puisque la testostéronémie de repos augmente avec l’entraînement, le rapport entre la testostérone et le cortisol augmente de façon significative avec l’entraînement. Ce rapport constitue un éventuel moyen de contrôle du degré de fatigue, du stade de la récupération, mais aussi du niveau d’adaptation aux charges d’entraînements. 

5 . Les hormones de l’équilibre hydro minéral. (aldostérone, ADH)

Un effort intense et de longue durée s’accompagne d’une déperdition d’eau liée à la transpiration pour faciliter la thermorégulation. La diminution d’eau dans l’organisme induit des modifications du volume plasmatique, de la concentration en sodium et en potassium au sein des cellules…

Pour réduire les pertes d’eau et rééquilibrer les concentrations cellulaires en sodium et autres minéraux, la mise en jeu d’hormones antidiurétique favorisant la réabsorption des minéraux au niveau des reins s’avère indispensable.

Ainsi, lorsque l’effort commence, les pertes hydriques vont provenir de plus en plus de la transpiration avec un blocage de la diurèse (envie d’uriner). De plus, pour  empêcher de trop grandes pertes de sodium dans la sueur il se produit un phénomène de réabsorption au niveau du rein. Le sportif entraîné perd moins de sels à l’effort que le sédentaire.

Après un effort qui s’accompagne d’une forte déshydratation le délai de retour à la normale des hormones qui régulent l’équilibre hydro minéral est très long. Il faut parfois plusieurs jours pour que ces hormones retrouvent des concentrations normales, ce qui pourrait en partie expliquer le phénomène de rétention d’eau des sportifs très entraîné qui doivent interrompre leur entraînement quelques jours. Un arrêt brutal de quelques jours de l’entraînement risque d’être pénalisant dans ces conditions.

Synthèse :