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Surcompenser les stocks de carburant du cerveau

samedi 17 novembre 2012

Le cerveau a besoin de beaucoup de carburant, et l’exercice physique augmente son aptitude à le stocker.

Nous savons tous ce qui arrive aux stocks d’hydrates de carbone dans les muscles pendant et après un exercice physique prolongé. On commence avec un niveau de glycogène (forme sous laquelle les sucres sont stockés dans le corps) de base, qui s’épuise graduellement pendant l’exercice physique. Si l’on continue suffisamment longtemps (pendant environ 90 à 120 minutes), on peut complètement vider ses stocks de glycogène.

Puis, dans les heures qui suivent, les stocks de glycogène "surcompensent", ainsi, 24 heures après un entraînement, on peut se retrouver avec des niveaux de glycogène plus élevés que ceux du début de l’activité physique. Et si l’on réalise ce genre d’entraînement sur une base régulière, le corps réagira en augmentant graduellement le niveau de base du glycogène dans les muscles.

Ce qu’on sait moins en revanche, c’est que le même processus se déroule aussi dans le cerveau [1]. Le cerveau est assez gourmand, dans des circonstances normales il utilise environ 20% du glucose (i.e. les sucres) qui circule dans le sang (une des raisons qui fait que le mythe des 10% du cerveau ne tient pas physiologiquement). Pendant un exercice physique intense, les niveaux de glucose diminuent, et le cerveau, tout comme les muscles, doit commencer à puiser dans le glycogène stocké. Le graphique ci-dessus montre clairement que les niveaux de glycogène dans le cerveau sont plus bas juste après un entraînement sportif, qui récupèrent ensuite et sont surcompensés 3 à 6 heures après l’exercice, qui reviennent ensuite à la normale 24 heures plus tard. Il faut noter que ce cycle est plus rapide que dans le cadre de la surcompensation musculaire, qui n’atteint son apogée que 24 heures après l’exercice, ce qui est une preuve de plus que le cerveau a la priorité, et est le premier à se servir dès qu’il y a du carburant disponible.

Dans la seconde partie de l’expérience, les chercheurs ont fait une étude sur quatre semaines, qui a montré que de nouveau tout comme les muscles, les niveaux de base de glycogène dans le cerveau augmentent petit à petit avec l’entraînement. Il faut cependant remarquer que ces expériences ont été faites sur des rats, ce qui est une obligation car on ne peut pas mesurer les niveaux de glycogène dans le cerveau de sujets vivants !

Alors qu’est-ce que cela signifie ? Une première chose qui est intéressante est que cet effet de l’entraînement produit des niveaux de base de glycogène plus élevés. Il est bien connu que l’exercice régulier stimule la fonction cognitive (le fonctionnement du cerveau) ; il y a probablement un certain nombre de mécanismes différents qui contribuent à cet effet, mais les chercheurs suggèrent que des stocks de glycogène plus importants pourraient constituer l’un de ces effets.

L’autre grande question est de savoir si la diminution du glycogène pendant l’exercice physique contribue à la fatigue "centrale". Si l’on court le plus dur possible, et que l’on commence à ralentir, est-ce que cela vient partiellement du fait que les neurones s’épuisent en carburant, ce qui rend plus difficile le maintien de l’effort mental exigé pour se pousser soi-même jusqu’à ses propres limites ? C’est une question très compliquée (et très controversée), car établir que le cerveau utilise et épuise beaucoup de glycogène pendant l’exercice ne prouve certainement pas qu’une carence en glycogène cause la fatigue.

Mais il est intéressant de penser qu’en faisant un entraînement d’endurance, nous entraînons et modifions réellement nos cerveaux de la même façon que nous modifions nos muscles. Et peut-être que l’effort mental visant à se pousser jusqu’à l’épuisement brûle réellement un nombre important de calories, ce qui ajoute une autre raison au fait que l’exercice physique intensif brûle plus d’énergie que de couvrir la même distance à un rythme détendu.

Références :

[1] Brain glycogen supercompensation following exhaustive exercise. The Journal of Physiology, Volume 590, Issue 3, pp 607–616, 2012.


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