Une nouvelle recherche démystifie la croyance commune selon laquelle des niveaux élevés de lactate sont mauvais

La recherche remet en question la croyance commune parmi les athlètes et les médecins selon laquelle des niveaux élevés de lactate sont nocifs.

Elève de compétition d'athlétisme dans son lycée de Parlier, Robert Leija était obsédé par la manière d'améliorer ses performances et notamment de prévenir l'accumulation de sécrétions lactiques. acide dans ses muscles pendant l'entraînement. Comme beaucoup d’athlètes, il l’a blâmé pour la fatigue de performance et les douleurs musculaires qu’il ressentait après des entraînements intenses.

Mais alors qu'il était étudiant en kinésiologie à Fresno State, on lui a remis un manuel épuisé qui lui disait qu'il avait tout faux. Le lactate n'était pas un signe de danger indiquant que les athlètes avaient épuisé les réserves d'oxygène de leur corps, mais probablement un produit normal de l'activité métabolique nécessaire pour alimenter les muscles lors d'un exercice soutenu.

Aujourd'hui, en tant qu'étudiant diplômé de l'Université de Californie à Berkeley, laboratoire du scientifique qui a écrit ce manuel, George Brooks, ses recherches fournissent une image beaucoup plus claire du rôle du lactate dans l'organisme, réfutant ainsi l'idée selon laquelle le lactate est un signe. du manque d'oxygène dans les muscles.

Dans un article publié en février dans la revue Métabolisme naturel, Leija, Brooks et leurs collègues ont montré de manière concluante que le lactate est produit normalement chez l'homme après l'ingestion de glucides. Le lactate pénètre rapidement dans la circulation sanguine, avant même que le glucose n'apparaisse. Loin d’être un sous-produit toxique devant être éliminé lors d’un exercice intense, le glucose alimentaire est converti si rapidement en lactate qu’il devance ou partage la première place avec le glucose en tant que deux principaux transporteurs d’énergie carbonée dans l’organisme.

Les résultats montrent que la conversion rapide du glucose en lactate, commençant initialement dans les intestins, est un moyen pour l’organisme de faire face à une dose soudaine de glucides. Lactate, travaillant avec insulinetamponne l'apparition du glucose alimentaire dans le sang.

« Au lieu d'une forte augmentation de glucose, nous avons une augmentation de lactate et de glucose après avoir mangé », a déclaré Brooks, professeur de biologie intégrative à l'UC Berkeley. « Et plus le glucose est converti en lactate, mieux il est possible de gérer le glucose. Le lactate est un tampon glucidique.

Brooks et ses collègues avaient déjà démontré que cela était vrai lors d'un exercice intense. La nouvelle étude confirme que le lactate joue le même rôle pendant les activités normales hors exercice et au repos.

«C'est une preuve démontrant que le lactate ne devrait pas être associé au métabolisme anaérobie, c'est-à-dire à un métabolisme limité en oxygène. C'est juste une réponse normale à la consommation de glucides ou à l'exercice », a déclaré Leija. « Lors de l’exercice, le lactate est utilisé comme source de carburant dominante. C'est pourquoi votre lactate sanguin augmente à mesure que vous faites un peu plus d'exercice. Ce n’est pas que vous en fassiez un déchet. Il pénètre dans le sang parce qu'il doit être acheminé vers les tissus qui en ont besoin pour poursuivre leurs performances physiologiques.

Tolérance au glucose

L'étude a été menée sur 15 jeunes adultes en bonne santé et physiquement actifs – huit femmes et sept hommes – dans le cadre d'une étude plus vaste financée par le NIH visant à déterminer dans quelle mesure les gens passent du métabolisme des graisses au métabolisme des glucides en vieillissant. Il a été demandé aux volontaires de jeûner toute la nuit (12 heures) pour épuiser leurs réserves de glucides et de glycogène afin d'obtenir de l'énergie principalement en décomposant les graisses en acides gras et en les utilisant pour alimenter les fonctions corporelles de base.

Ils ont ensuite bu 75 grammes de glucose, un sucre rapidement absorbé, pour stimuler le passage du métabolisme des acides gras au métabolisme des glucides. Ceci est similaire au test de tolérance au glucose utilisé pour diagnostiquer le diabète et est couramment administré aux femmes enceintes pour dépister le diabète gestationnel.

L'étude de Brooks différait des études similaires précédentes dans la mesure où lui et ses collègues, dont Leija, ont surveillé de près les taux de lactate dans le sang des volontaires pendant une période de deux heures après l'ingestion du glucose et ont mesuré périodiquement le rapport entre l'oxygène et le dioxyde de carbone dans leur sang. respiration, qui indique la proportion d’acides gras par rapport aux glucides brûlés.

Afin de calculer la quantité de lactate entrée dans le sang par rapport au glucose, ils ont perfusé des traceurs de lactate et de glucose – du lactate marqué avec un isotope stable et non radioactif, le carbone 13 et du glucose marqué au deutérium – pendant 90 minutes à l'avance pour apporter les taux de lactate et de glucose marqués dans le sang se situent entre 1 % et 2 %. La dilution du lactate et du glucose marqués par le glucose alimentaire non marqué entrant leur a permis d'établir la cinétique, c'est-à-dire l'apparition, la disparition et la clairance du lactate et du glucose sanguins. La plupart de ces expériences mesurent la concentration sanguine veineuse statique, ce qui fournit peu d'informations sur la cinétique du glucose et du lactate.

L'échantillonnage du sang artérialisé a également été la clé du succès de l'étude, a déclaré Leija. Cela a permis aux chercheurs de voir ce qui se passait dans l’intestin. En règle générale, une veine de l'avant-bras est utilisée pour prélever du sang 30 minutes après une provocation au glucose, mais cet échantillonnage donne des résultats confus.

Les chercheurs ont découvert que les volontaires commençaient à convertir le glucose alimentaire en lactate avant même qu’il ne quitte les intestins. Les niveaux de lactate ont commencé à augmenter dans le sang artériel cinq minutes à peine après le repas, tandis que le glucose, souvent présenté comme la monnaie énergétique du corps, n'est apparu dans la circulation sanguine que 15 à 30 minutes après l'ingestion de glucose.

« Le premier glucide après un repas de glucose pénètre dans le sang sous forme de lactate, car c'est ce que font les cellules intestinales et parce que la majeure partie du glucose est capturée par le foie avant d'être libérée dans le sang pour les muscles, où le glucose va être converti en lactate », a déclaré Brooks. « Nous avons pu le constater en raison de la clairance et de l’oxydation du lactate et parce que le carbone 13 du traceur lactate est apparu dans la glycémie. Cela montre que le lactate n’est qu’une autoroute énergétique majeure pour la distribution des glucides – le flux énergétique du carbone.

La navette lactate

Brooks mène des études sur les humains et les animaux depuis plus de 50 ans pour étudier le rôle du lactate dans le corps, chaque étude fournissant davantage de preuves qu'il ne s'agit pas d'un sous-produit toxique du métabolisme anaérobie limité en oxygène, ce qui n'existe pas dans le corps humain. il a dit. Cette hypothèse a toutefois influencé la manière dont les athlètes et les médecins considèrent le lactate. De nombreux médecins perçoivent encore des niveaux élevés de lactate – souvent appelés à tort acide lactique – dans le sang comme un symptôme de maladie qui doit être soignée avec un supplément d’oxygène ou des médicaments.

« La mesure du lactate est l’une des tâches principales des praticiens en médecine sportive. Et maintenant nous comprenons ce qui se passe », a déclaré Brooks. « Les athlètes produisent du lactate tout le temps et l’éliminent tout le temps. Et lorsqu'ils arrivent au point où ils ne peuvent plus l'éliminer, principalement par oxydation et en le transformant en glucose, nous savons que la personne ne peut pas persister très longtemps.

« Je pense que c’est tellement révolutionnaire. Mais c'est vraiment déroutant pour les gens. Ce qui était mauvais maintenant est bien. Tous les livres sont faux.

À l’exception du manuel de Brooks, « Physiologie de l’exercice : bioénergétique humaine et ses applications ». Écrit à l'origine en 1984 avec Thomas Fahey, il en est maintenant à sa 5e édition. Texte pour le 6^ème L'édition est déjà en cours de téléchargement chez l'éditeur.

« Quand j'ai lu le livre du Dr Brooks de 1984, cela m'a été complètement époustouflé, pour être honnête », a déclaré Leija. « J'ai toujours associé l'acide lactique à un exercice si intense que je manquais d'oxygène et je ne préparais rien en termes de physiologie. Ensuite, cela a commencé à avoir beaucoup plus de sens.

Dans son livre, Brooks a inventé le terme « navette lactate » pour décrire la boucle de rétroaction métabolique du corps dans laquelle le lactate est l'intermédiaire qui soutient la plupart, sinon la totalité, des tissus et des organes.

Il a montré par exemple que dans de nombreux tissus, le lactate est préféré au glucose comme carburant. Lors d’une activité intense, les mitochondries musculaires le brûlent de préférence et arrêtent même l’utilisation de glucose et de carburant en acides gras. Brooks a utilisé des traceurs pour montrer que le muscle squelettique, le muscle cardiaque et le cerveau humains préfèrent le lactate au glucose comme carburant et fonctionnent plus fortement avec le lactate. Le lactate signale également aux tissus adipeux d’arrêter de décomposer les graisses pour en faire du carburant.

Une lacune dans ces études concernait ce qui se passait pendant les activités normales hors exercice et au repos. L’étude actuelle comble cette lacune et soutient l’idée selon laquelle lorsque les niveaux de lactate dans le sang restent élevés, cela indique que quelque chose perturbe le cycle de navette du lactate, et non que le lactate lui-même nuit à l’organisme.

« C'est vraiment instructif sur diverses conditions médicales », a déclaré Brooks. « Je pense que ce qui est significatif dans le résultat actuel, c'est que ce n'est tout simplement pas une question de muscle. Cela commence par les glucides alimentaires. C’était une pièce manquante dans le puzzle.

L'étude récente fait partie du doctorat de Leija. thèse, après quoi il espère mener des recherches plus approfondies sur le rôle métabolique du lactate.

« Avant l'université, je lisais des livres de physiologie pour essayer d'améliorer ma formation et je voyais tous ces termes scientifiques que j'ignorais à l'époque parce que je cherchais simplement : Comment puis-je aller plus vite ? Comment puis-je courir plus longtemps ? dit Leija. «Mais maintenant, wow, cela a fini par m'aider indirectement. À ce jour, je pense qu’il reste encore tellement de choses à découvrir à ce sujet.

Les autres coauteurs de l'étude sont les étudiants diplômés Casey Curl, Jose Arevalo, Adam Osmond et Justin Duong, Melvin Huie, MD, diplômé de l'UC Berkeley affilié au laboratoire de physiologie de l'exercice de Brooks, et Umesh Masharani, MD, endocrinologue du laboratoire de physiologie de l'exercice de l'UC San Francisco. Centre du diabète.