Si vous souhaitez passer pour un entraîneur crédible, il ne faut pas dire : « l’acide lactique nuit à l’effort ». Non, non et non ! Dans le contexte de l’exercice sportif, en physiologie, on parle de lactate. Ça c’est pro 😉.
Les lactates sont souvent perçus négativement par les athlètes, principalement à cause de leur association avec la fatigue et les douleurs musculaires. Cependant, comprendre le rôle des lactates dans l’effort physique, leur production et leur élimination peut devenir un atout précieux pour améliorer vos performances.
Acide lactique et lactate : de quoi parle-t-on ?
L’acide lactique et le lactate sont deux termes qui sont généralement mal compris de la part des sportifs et des entraîneurs. Certains affirment que l’acide lactique n’existe pas, que ce n’est que du lactate, tandis que d’autres soutiennent l’inverse, que le lactate n’existe pas, qu’il s’agit de l’acide lactique. Mais qui a réellement raison ?
En réalité, l’acide lactique et le lactate décrivent la même molécule (C3H6O3). Néanmoins, ils ont une légère différence. Sur le plan chimique, la différence entre « acide lactique » et « lactate », c’est un ion hydrogène. L'acide lactique (C3H6O3) est une molécule organique qui se forme lors de la glycolyse anaérobie, processus métabolique où le glucose est converti en énergie sans apport d’oxygène.
Le lactate est la forme ionisée de l’acide lactique, c’est-à-dire qu’elle a perdu un ion H+ par rapport à l’acide lactique. Le lactate possède donc la formule biochimique suivante : C3H5O3-. La molécule va se différencier en lactate ou acide lactique en fonction du pH du milieu auquel se situe la molécule.
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Formellement, l’acide lactique est un acide organique, composé de carbone, d’hydrogène et d’oxygène (C₃H₆O₃). Le lactate lui a un hydrogène en moins (H) par rapport à l’acide lactique. C’est donc un ion qui est donc négatif. Souvent vous pouvez voir écrit La- pour le lactate. Lorsqu’on parle d’acide lactique dans le cadre du sport, il s'agit en réalité du lactate La- et de l’ion H+ qui l’accompagne.
Le pH et la différenciation entre lactate et acide lactique
Le pH du milieu auquel se trouve la molécule C3H6O3 va permettre de définir si cette dernière est du lactate ou de l’acide lactique. Dans le muscle, la molécule C3H6O3 va se différencier en lactate ou en acide lactique au niveau d’un pH seuil qui est de 7,0. Lorsque le pH intramusculaire est plus acide donc inférieur à 7,0 alors la molécule sera de l’acide lactique. En milieu aqueux, l'acide lactique libère un ion hydrogène (H+) et se transforme en lactate (C3H5O3−). Et le corps humain, composé à 70% d’eau, est un milieu aqueux avec un pH corporel* autour de 7.4.
La diminution du pH reflète d’une augmentation de la concentration en acide lactique dans les cellules musculaires, ce qui se produit lors d’un effort physique intense et prolongé induisant un stress métabolique élevé des cellules musculaires.
*Le pH pour potentiel d’hydrogène indique une concentration d’hydrogène dans un liquide. Celui-ci est dit acide lorsque son pH est inférieur à 7 et alcalin lorsqu’il est supérieur à 7. Il est donc important de ne pas confondre l’acide lactique et l’acidose (modification de l’équilibre dit “acido-basique”) qui elle est due principalement à la forte accumulation des ions H+ …et non du lactate.
Comment sont formés l’acide lactique et le lactate ?
Le lactate va être formé à partir de la glycolyse suivi de la fermentation lactique. Lorsque vous pratiquez un effort d’une durée comprise ou une série d’effort où chaque répétition dure entre 30 secondes et 3 minutes, avec une intensité maximale ou presque maximale, vos muscles vont avoir besoin d’énergie pour vous permettre de réaliser l’effort physique souhaité. Pour cela, vos muscles vont utiliser le glucose pour créer de l’énergie en venant dégrader cette molécule de glucose. Votre molécule de glucose va devenir 2 molécules de pyruvate et 2 molécules d’ATP. (L’ATP = adénosine triphosphate est la molécule qui permet d’apporter de l’énergie dans le corps à vos muscles lors d’une activité physique). Cette première phase et ce que l’on appelle la glycolyse.
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Vos muscles n’étant pas assez nourris en oxygène à ce moment là, nous sommes alors dans des conditions anaérobie et non aérobie, une autre phase se met en place, cette phase est appelée la fermentation lactique. La fermentation lactique va venir utiliser les molécules de pyruvate provenant de la dégradation du glucose pour venir transformer le pyruvate en lactate grâce à une enzyme qui est la lactate déshydrogénase. Une autre molécule est formée grâce à la fermentation lactique, c’est le NAD+. Cette molécule de NAD+ va pouvoir à nouveau participer à la glycolyse afin de fournir davantage d’énergie aux muscles sous forme d’ATP.
Pendant un exercice physique intense, les muscles nécessitent une grande quantité d'énergie rapidement. Le corps utilise principalement l’oxygène pour produire de l'énergie (ATP) via le métabolisme aérobie. Toutefois, lorsque l’intensité de l’effort dépasse la capacité du corps à fournir suffisamment d'oxygène aux muscles, le corps bascule vers un métabolisme anaérobie. Ce processus entraîne la production de lactate dans les cellules musculaires.
Les conditions de production du lactate
Le lactate est principalement produit lors d'exercices intenses, lorsque le corps ne peut plus fournir suffisamment d'oxygène aux muscles pour répondre à la demande énergétique. En temps normal, l'organisme utilise le métabolisme aérobie, un processus qui décompose le glucose en présence d'oxygène pour produire de l'énergie. Cependant, pendant des efforts très intenses, comme un sprint, de l'entraînement en fractionné à haute intensité ou des répétitions de musculation, les muscles nécessitent une production rapide d'ATP (l'énergie cellulaire). À ce stade, le métabolisme anaérobie entre en jeu, décomposant le glucose sans oxygène, ce qui génère du lactate comme sous-produit.
Lactate : déchet ou substrat énergétique ?
L’acide lactique ou le lactate sont-ils des déchets ou un substrat énergétique ? Le lactate formé par la glycolyse et la fermentation lactique décrit précédemment va venir s’accumuler dans les cellules musculaires si la capacité du corps ne lui permet plus de neutraliser et d’éliminer toutes les molécules de lactate produites. Sous ces conditions, le lactate s’accumule dans les muscles et provoque une acidification de l’environnement cellulaire venant diminuer le pH. Une libération importante d’ions hydrogène vont perturber cet équilibre pour le faire pencher vers le côté acide. L’accumulation de lactates a donc une implication directe sur la baisse du pH sanguin et l'acidose lactique.
Cette accumulation peut induire chez le sportif de la fatigue et des douleurs musculaires. Néanmoins, la molécule d’acide lactique en elle même n’est pas un déchet mais c’est l’augmentation des ions H+ dans le muscle qui provoque cette acidification. Cependant, le lactate est un substrat permettant de produire de l’énergie grâce à la néoglucogénèse qui est la formation de glucose à partir d’autres substrats énergétiques comme le lactate. La néoglucogénèse va notamment se dérouler au niveau du foie afin de transformer 2 molécules de lactate en 1 molécule de glucose. Cela forme le cycle de l’acide lactique ou le cycle de Cori.
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Le lactate peut même devenir un substrat énergétique sans passer par le foie pour produire du glucose mais en entrant directement dans la mitochondrie au travers de son transporteur MCT1 afin de fournir de l’acétyl-CoA qui pourra être utiliser ensuite dans le cycle de Krebs en présence d’oxygène pour fournir de l’énergie aux cellules musculaires.
Les fonctions du lactate pendant l'effort
Le lactate, souvent mal compris, est en réalité un carburant important pour les muscles, notamment lors d'efforts prolongés. Plutôt que de contribuer directement à la fatigue musculaire, il agit comme une source d'énergie alternative, particulièrement pour les muscles, le cerveau et le cœur. Si il y a “trop” de lactate inutilisé dans le muscle, il est évacué dans le sang et transporté par le sang vers le foie, où il est reconverti en glucose (néoglucogénèse), un processus qui permet de continuer à alimenter les muscles pendant l'effort. Cette boucle métabolique, appelée cycle de Cori, est essentielle pour soutenir des performances d’endurance.
Une autre fonction importante du lactate est sa contribution à la régulation du pH musculaire. Lors d'un effort intense, l'augmentation des protons (H+) dans les cellules musculaires peut rendre le milieu trop acide, ce qui est en partie responsable de la sensation de brûlure et de la diminution de la capacité à poursuivre l'effort. Contrairement à la croyance populaire, ce n'est pas le lactate qui provoque cette acidité, mais plutôt l'accumulation de protons. Le lactate agit comme un tampon, aidant à neutraliser cette acidité et permettant aux muscles de fonctionner plus longtemps à des niveaux d'intensité élevés. C’est justement la formation de lactates qui permet de libérer les transporteurs de protons de leur cargaison, et de recommencer l’opération rapidement. La création de lactates permet donc le maintien d’un flux rapide de dégradation du glucose.
Acidification de l’environnement cellulaire et lactate
Comment se déroule l’acidification de l’environnement cellulaire à partir de la production de lactate ? L’acidification de l’environnement cellulaire se produit lorsque la production de lactate et par conséquent d’ion H+ dépasse les capacités de l’organisme à neutraliser et à éliminer ce surplus de lactate. Cela arrive puisque le lactate pour franchir les différentes barrières des membranes cellulaires doit faire franchir également un ion H+ qui aura pour conséquence d’augmenter l’acidité du milieu.
Neutralisation et élimination du lactate
Comment est neutraliser et éliminer le lactate ? Le lactate est neutralisé et éliminé par différents processus métaboliques qui vont agir en synergie dans le corps. Le lactate est converti en glucose au niveau du foie par la néoglucogénèse afin d’être utilisé comme source d’énergie pour le corps et de pouvoir subir à nouveau une glycolyse. Le lactate peut être converti en pyruvate grâce à une enzyme appelée la lactate déshydrogénase afin d’être utilisé pour produire de l’énergie ou être converti en glucose ensuite. Le lactate peut être neutralisé par les bicarbonates présents dans le sang afin de maintenir un équilibre acido-basique sain. Le lactate peut être éliminé par les reins sous forme de sels lactiques.
Facteurs influençant la capacité à éliminer le lactate
Quel est le niveau auquel la production de lactate dépasse sa capacité de l’organisme à l’éliminer et le neutraliser ? Le niveau auquel la production de lactate dépasse la capacité de l’organisme à le neutraliser et l’éliminer induisant une acidification de l’environnement cellulaire va dépendre de plusieurs facteurs comme l’intensité et la durée de l’exercice, la condition physique, la santé générale de la personne mais également l’âge, le sexe et les habitudes alimentaires de la personne.
Conséquences de la baisse du pH
Comment la baisse du pH de l’environnement cellulaire perturbe les processus métaboliques et cause de la fatigue musculaire et de la douleur ? L’acidité du milieu provoque une inhibition enzymatique des enzymes du métabolisme énergétique entrainement une diminution de son efficacité et une augmentation de la fatigue musculaire. L’acidité du milieu peut altérer la distribution de l’énergie dans les cellules musculaires entraînant une réduction de la force musculaire et de l’endurance. L’acidité du milieu va venir stimuler la douleur notamment au niveau musculaire en stimulant les nocicepteurs qui sont les récepteurs à la douleur. L’acidité du milieu va venir altérer les processus de récupération du sportif étant donné que l’environnement cellulaire acide-base de l’athlète est perturbé, la récupération sera plus lente et cela peut augmenter le risques de blessures et de douleurs à long terme.
Lactate et performance sportive
Le lactate est principalement produit par les fibres rapides, dont la saturation mitochondriale accélère la production de pyruvate lors de l’effort intense. C’est ce qui se passe, notamment, lors des circuits Hiit, qui vont donc générer une quantité importante de lactates.
Les tests de lactate sont utilisés pour évaluer la capacité d’un athlète à tolérer et éliminer le lactate. Le test de seuil lactique mesure l’intensité à laquelle les lactates commencent à s’accumuler dans le sang, ce qui est un indicateur clé de la capacité d'un athlète à maintenir un effort prolongé. Le seuil lactique est l’un des paramètres les plus importants à surveiller pour les triathlètes.
Gestion du seuil lactique
Voici quelques stratégies pour optimiser la gestion du lactate et améliorer la performance :
- Entraînement en zone de seuil lactique : Entraîner votre corps à supporter des concentrations plus élevées de lactate pendant l’effort permet de repousser votre seuil lactique. L'entraînement d'endurance améliore la capacité des muscles à utiliser les lactates comme carburant et à les retransformer en glucose.
- Récupération active : Une fois que les lactates sont produits, le corps a besoin de temps pour les éliminer. Des études ont comparé les méthodes de repos actif et passif sans montrer de différences significatives. Cependant, la récupération active est souvent recommandée pour diminuer le taux de lactate sanguin.
- Alimentation : Les glucides sont la principale source de carburant pendant des efforts intenses. Aussi consommer des glucides immédiatement après un effort permet de restaurer les réserves de glycogène musculaire. Les premières heures après un exercice sont particulièrement importantes pour optimiser la récupération. De plus, des stratégies d'hydratation adéquates avant, pendant et après l'exercice sont essentielles pour maintenir la performance (Orunbayev, 2023).
- Gestion de l'allure : Évitez les départs trop rapides qui génèrent beaucoup de lactate. Entraînez-vous à différentes intensités pour améliorer votre capacité à tolérer et éliminer le lactate. Restez en dessous de votre seuil lactique en endurance pour les premières parties de la course (natation et vélo).
Idées reçues sur l'acide lactique et le lactate
Il est important de démystifier certaines idées reçues concernant l'acide lactique et le lactate :
- L'acide lactique n'existe pas ! Dans le contexte physiologique, on parle de lactate.
- Le lactate est responsable de la fatigue musculaire. Non. La fatigue est un phénomène complexe et multifactoriel. En réalité, ce n'est pas l'acide lactique, mais les ions hydrogène (H+) libérés lors de la dégradation de l'ATP (la source d'énergie des muscles) qui provoquent l'acidification des muscles et entraînent la sensation de fatigue.
- Le lactate cause les courbatures. Contrairement à ce que l’on pourrait penser, les courbatures ne sont pas causées par l'accumulation de lactate, H+ ou Pi mais plutôt par des micro-déchirures dans les fibres musculaires.
Conclusion
Pour conclure, nous pouvons affirmer que le lactate est loin du déchet métabolique qui lui était affiché il y a quelques années encore. Chez le sportif, le lactate peut être considéré comme un substrat énergétique pouvant permettre la production d’énergie au travers de plusieurs procédés métaboliques. Néanmoins, lorsque le lactate atteint des doses que l’organisme n’est pas en capacité de neutraliser, ce dernier peut engendrer une acidification du milieu de part la présence élevée d’ions H+.
Il est donc crucial de comprendre la différence entre lactate et acide lactique, ainsi que le rôle du lactate dans le métabolisme énergétique, pour optimiser l'entraînement et la performance sportive. Gérer les lactates, c’est gérer l’énergie. De nombreuses stratégies nutritionnelles sont possibles à mettre en place pour lutter contre ce phénomène ainsi que des stratégies d’entraînement chez le sportif que nous verrons dans d’autres articles.
FAQ
Quel est le dosage normal de l’acide lactique ?
Déjà si vous parlez d’acide lactique c’est que vous n’avez pas compris le message principal de cet article. Le taux de lactate dans le sang au repos est généralement bas, autour de 1 à 2 mmol/L. Pendant un effort intense, il peut monter jusqu'à 20 mmol/L. Cependant, ce chiffre varie en fonction de l'intensité de l'exercice et de la capacité individuelle à recycler le lactate. Le taux de lactate se mesure principalement à l’aide d’un prélèvement sanguin effectué au bout du doigt ou du lobe de l'oreille. Il existe des dispositifs portables que les athlètes utilisent pour surveiller leurs niveaux en temps réel pendant les entraînements.
Le lactate est-il vraiment néfaste pour les muscles ?
Non, le lactate n'est pas le coupable de la fatigue ou des courbatures musculaires. Contrairement aux idées reçues, il s'agit en fait d'une source d'énergie précieuse qui aide à maintenir l'effort.
Quel est le lien entre lactate, H+ et les performances sportives ?
Le lactate est le résultat de la glycolyse rapide lors d’efforts intenses. S’il n’est pas directement responsable de la fatigue musculaire, l’accumulation de protons (H+) qui l’accompagne peut entraîner une acidose métabolique. Ce déséquilibre ionique impacte les performances sportives en limitant la capacité des muscles à se contracter efficacement. Toutefois, le corps possède des systèmes pour tamponner cette acidité.
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