Lactate : Ni Bon Garçon Ni Mauvais Garçon …

Il suffit de faire la BONNE séance, celle qui utilise juste ses bons cotés!

Il est Omniprésent et Dépendant du Contexte

Le lactate est une histoire d’amour et de détestation car il m’a fait souffrir en sport sur d’horribles séances de fractionnées aussi bien en course à pied et encore bien pire en ski de fond car les bras étaient alors envahis avec les joues en feu et une furieuse envie de tout lâcher !

Puis à 23 ans il m’a encore fait souffrir sur un sujet de Master qui était voué à l’échec (mais je le savais et ne pouvais contredire « la patronne » qui avait eut la gentillesse de m’accueillir dans son service des explorations fonctionnelles et respiratoires du CHU de Grenoble alors que je n’étais qu’une étudiante en sport juste curieuse de comprendre comme mieux s’entraîner : l’entraînement magique naturel mais bien calibré pour moi ! Il s’agissait de détectais le seuil lactique en mesurant le Ph sanguin au bout du doigt car à l’époque de cette furieuse mode des seuils aérobie et anaérobies (2 mM à VT1 et 4 mM à VT2) (en 1984), nous ne disposions pas d’analyseurs de lactate portables capables de vous donner une valeur en moins de 2 min avec un échantillon de sang de seulement 0,3 mL. Le système tampon de l’organisme est cependant très efficace et la détection du seuil lactique est impossible avec le Ph qui demeure autour des valeurs neutres de 7,4.

En effet, pour lutter contre l’acidose, l’organisme dispose de remparts locaux et globaux. Le rempart local est constitué par les molécules ionisables elles-mêmes. En effet, lorsque le ph varie, celles-ci fixent ou libèrent des ions h+, amortissant ainsi les modifications de l’équilibre acido-basique. C’est l’effet tampon. Une espèce ionisable est un tampon d’autant plus efficace qu’elle capte des protons en cas d’acidification, et qu’elle en cède en cas d’alcalinisation. De nombreux systèmes biologiques accumulent des petites molécules ionisables dont le pka est proche de 7, et dont les propriétés varient peu en fonction de leur état d’ionisation. Chez les mammifères, le tampon principal du plasma est constitué par les groupes phosphate libres.

En effet, ces molécules ionisables, grâce à leur pKa adapté et leurs propriétés stables, jouent un rôle fondamental dans la régulation des systèmes biologiques.

• Ces molécules permettent aux systèmes biologiques de s’adapter aux variations du pH tout en maintenant leur fonctionnement.
• En d’autres termes, elles participent à la régulation de l’équilibre acido-basique et assurent la stabilité des réactions biochimiques dans des conditions variables.

Exemple :

Heureusement pour nous, sportifs, nos séances ne dépassent pas les capacités tampons de notre organisme !

A cette époque, je cherchais surtout comment « en faire moins » mais mieux pour avoir le temps d’étudier et vivre à côté (les amis et petit ami et les soirées musiques car je vivais dans « une auberge espagnole » avec des soirée qui se terminaient par des courses ayant comme but ultime de « métaboliser » les téquilas-bananes que je ne goutais que du bout des lèvres n’aimant pas l’alcool sauf ma liqueur de génépis made par myself au risque d’escalades périlleuses dans le massif des écrins).

A 25 ans, je pris le train pour la capitale afin d’assister à une grand-messe sur les seuils aérobies et anaérobies à l’INSEP. Et là : coup de foudre et révélation qui a déterminé toute ma life. Une main levée, un vieux monsieur (dont j’ai l’âge aujourd’hui : Albert-Paul Chassain (APC), qui n’était pas sur la scène truffée de chercheurs à la mode, osa poser la question qui fâche : « Et si le lactate était dépendant du temps et que l’on ne pouvait pas mesurer le seuil lactique avec seulement un protocole incrémental procédant par petits paliers de 2 minutes, 4 au maximum ? » APC, son surnom au CHU de Limoges où il exerçait au sein du service des explorations fonctionnelles et respiratoires où je passerai 4 ans de ma vie), ne publiait jamais ses idées, il était très timide alors qu’à 16 ans il s’était fait parachuter pour participer à la résistance depuis l’Angleterre.

Moi qui souffrais des séances « d’endurance max » ou de « tempo training » par répétitions de 6 à 20 minutes, je suis alors dit que « ah oui mais c’est bien sûr »*

* série télévisée française Les Cinq Dernières Minutes. Dans cette série, le commissaire Bourrel, interprété par Raymond Souplex, s’exclamait souvent « Bon Dieu ! Mais c’est… Bien sûr ! » lorsqu’il comprenait enfin qui était le criminel  

Et c’est alors qu’à la pause-café je l’abordais et que je réussissais à la convaincre à me prendre en thèse sur cette idée de détermination de la puissance critique lactique que, l’américain GA Brooks à la même époque publiait comme étant le maximal lactate steady-state (MLSS) outre atlantique. Mais à cette époque la communication scientifiques se faisait encore face to face et les articles étaient dans des revues très chères (elles le sont toujours) et stockées dans les bibliothèques. Ensuite j’arrachais une bourse de thèse de l’université de Grenoble pour aller travailler à Limoges dont je ne connaissais l’existence que par son équipe de Basket !

C’est 2CV Citroën que je traversais le Massif central pour aller dès Noël à Limoges et dormir 2 semaines dans ma voiture avant que par solidarité sportive le fondateur de la célèbre course des gendarmes et des voleurs, ne m’accueille dans sa maison en me laissant généreusement la chambre de son nouveau-né en attendant que je reçoive ma bourse (délais administratifs) et que je puisse trouver une location.
En fait avec le recul j’étais dans la situation que celle vive mes étudiants étrangers à Evry lorsqu’ils viennent suivre notre Master International Paris Saclay avec en plus les soucis des papiers et les petits rendez vous glamour avec la préfecture !

Mais revenons à la science car le lactate est de nouveau à la mode et je vous propose une synthèse avec le travail que j’ai mené depuis ma thèse : 40 ans de Recherche et d’application à l’entraînement pour vous les sportifs !

En effet, pendant des décennies, le lactate a été au centre d’un débat entre ses rôles de « mauvais garçon », responsable de la fatigue musculaire, et de « bon garçon », source d’énergie pour les performances athlétiques. Cependant, des découvertes récentes montrent que le lactate n’est ni un héros ni un vilain, mais plutôt un sous-produit omniprésent du métabolisme, dont la fonction dépend du contexte physiologique. Cet article explore le rôle nuancé du lactate dans la physiologie de l’exercice, en éclairant sa nature souvent mal comprise.

La Méprise Traditionnelle : Le Lactate en Tant Que « Mauvais Garçon »

Historiquement, le lactate a été perçu comme un sous-produit toxique du métabolisme anaérobie :

1. Accusé de Fatigue :
   • On pensait que le lactate abaissait le pH musculaire (acidose), altérant les fonctions enzymatiques et la contraction musculaire.
   • L’accumulation de lactate était associée à la sensation de « brûlure » ressentie lors d’exercices intenses.
2. Lié aux Courbatures Musculaires :
   • Le lactate était incorrectement associé aux courbatures musculaires retardées (DOMS), alors que les preuves montrent que ces douleurs proviennent de microlésions musculaires.
3. Peur du Seuil de Lactate :
   • Franchir le seuil de lactate, où la production dépasse l’élimination, était perçu comme une limite critique au-delà de laquelle la performance se détériore.

La Rédemption du Lactate : La Perspective du « Bon Garçon »

Les avancées récentes en physiologie de l’exercice ont mis en lumière les rôles essentiels du lactate :

1. Substrat Énergétique :
   • Le lactate est une source clé de carburant pour le cœur et les fibres musculaires à contraction lente lors d’exercices prolongés.
   • Grâce au cycle de Cori, le lactate est transporté vers le foie et reconverti en glucose, reconstituant les réserves énergétiques.
2. Lactate Shuttle (navette) et LWC (Lactate Work Capacity) :
   • Le concept de « lactate shuttle » de George Brooks décrit comment le lactate n’est pas un simple sous-produit mais un carburant dynamique, redistribué entre les tissus pour l’oxydation et la gluconéogenèse.

1. Molécule de Signalisation :
   • Le lactate déclenche des voies favorisant la biogenèse mitochondriale, essentielle pour les adaptations à l’entraînement en endurance.

La Biogenèse mitochondriale : Ce terme désigne le processus par lequel de nouvelles mitochondries sont créées dans les cellules. Avoir plus de mitochondries améliore la capacité des muscles à utiliser l’oxygène et à produire de l’énergie, ce qui est essentiel pour les activités d’endurance.

Rôle du lactate comme signal :

1. Le lactate n’est pas seulement un déchet métabolique. Lorsqu’il est produit pendant l’exercice, il agit comme une molécule messagère.
2. Il peut activer des voies de signalisation spécifiques (comme la voie AMPK ou PGC-1α), qui régulent la production de nouvelles mitochondries.

Pour l’adaptation à l’entraînement en endurance :

1. Lorsque vous faites des séances avec accumulation de lactate cellulaire et sanguin (RPE > 15 pour la plupart des personnes mais à vérifier par le test de MLSS de Chassain, Billat 1994). En 1994, Billat et al. (avec Chassain) ont démontré un protocole pour déterminer le MLSS et le LWC : deux exercices de 20 minutes à intensités différentes (facile et difficile), séparés par 40 minutes de repos. Ce protocole identifie la concentration maximale de lactate où Ra=RdRa = Rd.

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https://publications.billatraining.com

Le lactate stimule les cellules musculaires à fabriquer davantage de mitochondries, ce qui rend les muscles plus efficaces et résistants à la fatigue lors d’efforts prolongés.

Nous avions effectivement publié sur la question il y a 10 ans déjà en entraînant des souris > MLSS (à la puissance critique et au-dessus. Je vous ferai d’ailleurs le prochain Blog sur la différence entre MLSS et puissance critique.

Le lactate joue donc un double rôle positif :

-Énergétique : Il est utilisé comme carburant par les fibres musculaires oxydatives.

-Signalétique : Il active des mécanismes cellulaires qui augmentent la capacité énergétique des muscles, contribuant aux adaptations positives induites par l’entraînement en endurance.

Et cerise sur le gâteau, le lactate déclenche la fabrication de nouveaux vaisseaux sanguin

1. Il soutient l’angiogenèse (formation de nouveaux vaisseaux sanguins), améliorant l’apport en oxygène aux muscles.
2. Adaptations à l’Exercice :
   • L’entraînement par intervalles à haute intensité (HIIT) utilise les propriétés de signalisation du lactate pour améliorer la capacité aérobie et la récupération.
   • L’exposition chronique au lactate pendant l’entraînement améliore l’élimination et la flexibilité métabolique.
3. Outil Diagnostique et Clinique :
   • Les tests de seuil de lactate permettent de personnaliser les prescriptions d’entraînement.
   • Des recherches émergentes explorent le rôle du lactate dans la gestion des troubles métaboliques.

S’entraîner à l’État Stable Maximal de Lactate (MLSS)

L’État Stable Maximal de Lactate (MLSS) représente l’intensité d’exercice maximale où la production et l’élimination de lactate sont équilibrées. S’entraîner à cet état permet aux athlètes d’optimiser leurs performances d’endurance en maintenant un effort « homéostatique » sans accumulation excessive de lactate.

1. Concept de MLSS :
   • Le MLSS est étroitement lié au seuil de lactate, mais fournit un indicateur plus précis de performance soutenue.
   • Les athlètes au MLSS atteignent généralement une RPE de 14 (effort moyennement difficile mais encore dans la zone orange), ressentant un effort encore maîtrisé.

Échelle de Borg originale (6-20)

L’échelle de Borg originale comprend 15 niveaux d’effort perçu, allant de 6 (repos) à 20 (effort maximal). Les niveaux correspondent approximativement à la fréquence cardiaque d’un individu (en battements par minute) divisée par 10. Voici un aperçu des niveaux de l’échelle de Borg originale (1982) :

La clef est d’alterner des intensités > du RPE de MLSS (16 pour une RPE à MLSS de 14) et < à RPE MLSS donc 13 pour une RPE MLSS à 14 par exemple). Un exemple pratique à faire cette semaine et désormais chaque semaine en plus de la séance d’interval 30-30 en pyramide (voir le blog de la semaine dernière)

1. S’entraîner au MLSS avec des Variations de Vitesse :
   • Les variations de vitesse peuvent être adaptées à la perception de l’effort, plutôt qu’à la seule surveillance de la fréquence cardiaque ou de la puissance.
   • Selon la méthode Billatraining, les athlètes alternent légèrement au-dessus et au-dessous de l’intensité du MLSS, en fonction de leurs sensations.
   • Stoudemire (1997) a souligné la relation entre l’effort subjectif et les marqueurs physiologiques, recommandant la RPE comme métrique de contrôle. Billat a affiné cette approche en intégrant des variations de vitesse, exploitant le rôle métabolique et signalétique du lactate.

2. Exemple Pratique :
   • Échauffement : 10 minutes à faible intensité (RPE 10-11).
   • Exercice principal : 20 à 30 minutes en alternant des vitesses toutes les 2 minutes :
     • Légèrement au-dessus du MLSS (RPE 15).
     • Légèrement en dessous du MLSS (RPE 13).
   • Récupération : 10 minutes à faible intensité.

Donc on peut conclure que la Nature Vraie du Lactate est qu’il est Omniprésent et Contextuel

En effet, le lactate est une molécule adaptative dont les effets dépendent du contexte d’exercice et de récupération. Et puisqu’il est très sensible à nos stimuli d’entraînement il nous faut être à sa hauteur et lui répondre par un entraînement maitrisant son RPE à MLSS.

Faite donc pour cette semaine le test de 2 fois 20 min à RPE 12 et 17 (CAD à votre allure « facile » puis « moyen-dure » afin de déterminer votre RPE à MLSS et ensuite lets’s go pour une séance hebdomadaire de 30 min à MLSS -RPE

ET si vous avez le lactate pro ou bien si vous venez nous voir, il est possible de faire le test et de contrôler la lactatémie pour faire le calcul exact du RPE MLSS.

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Calcul du MLSS (État Stable Maximal de Lactate) et du LWC (Capacité de Travail en Lactate)

Exemple : Le premier palier de 20 min à RPE 11 nous avons un lactate de 5mM à la 5eme minute et de 2 mM à la fin des 20 min de ce palier

Pour le second palier (après récupération de 40 min à RPE dure (RPE 18), nous avons une lactatémie de 5 mM à la 5eme minute et de 12 mM à la 20eme minute voici comment calculer le MLSS et le LWC à partir de l’exemple fourni : on utilise les équations et concepts suivants :

1. Taux d’Apparition du Lactate (Ra) :

Ra=Δ[La]/Δt

2. Taux de Disparition du Lactate (Rd) :

Rd=Ra

3. Calcul du LWC : Le LWC correspond à la concentration maximale de lactate à laquelle Ra=Rd = Rd, c’est-à-dire où Δ[La]/Δt=0

Résultats

• RPE au MLSS : 13.6. Pour cet exemple, basez-vous sur une RPE proche de 14.
• LWC (Capacité de Travail en Lactate) : 5.7 mmol/L, en prenant en compte la précision des analyseurs de lactate et les bonnes pratiques de prélèvement, nous considérons la valeur e LWC comme étant autour de 6 mM (5% de marge possible.

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Remarque Pratique

Lors des prélèvements pour mesurer le lactate :

• Nettoyez bien le doigt pour éviter toute contamination.
• Évitez d’utiliser l’oreille, sauf en cas de nécessité (par exemple, si vous êtes musicien et que vos doigts sont trop sensibles). Dans ce cas, préférez l’oreille ou le doigt de la main qui ne joue pas l’archet pour les droitiers.

Glossaire

• Acidose : Une condition caractérisée par un excès d’acide dans les fluides corporels, souvent associée à une diminution du pH musculaire.
• Angiogenèse : La formation de nouveaux vaisseaux sanguins, améliorant l’apport en oxygène aux tissus.
• Cycle de Cori : Une voie métabolique où le lactate produit dans les muscles est transporté vers le foie et converti en glucose.
• Élimination du Lactate : Le processus par lequel le lactate est retiré du sang et utilisé ou métabolisé par le corps.
• Seuil de Lactate : L’intensité d’exercice à laquelle le lactate commence à s’accumuler dans le sang plus rapidement qu’il n’est éliminé.
• État Stable Maximal de Lactate (MLSS) : L’intensité maximale d’exercice à laquelle la production de lactate est compensée par son élimination, permettant un effort soutenu sans fatigue excessive.
• Biogenèse Mitochondriale : Le processus par lequel de nouvelles mitochondries se forment dans les cellules, augmentant la production d’énergie.
• Flexibilité Métabolique : La capacité à passer efficacement d’une source d’énergie à une autre (par ex., glucides et graisses) selon les besoins physiologiques.
• Fibres Musculaires Oxydatives : Des fibres musculaires à contraction lente qui utilisent principalement le métabolisme aérobie pour produire de l’énergie.
• Entraînement par Intervalles de Haute Intensité (HIIT) : Une forme d’exercice caractérisée par des efforts courts et intenses suivis de périodes de récupération.
• Exercice en État Stable : Un niveau d’intensité d’exercice constant et soutenu, souvent utilisé pour l’entraînement d’endurance.
• Capacité de Travail en Lactate (LWC) : La concentration maximale de lactate à laquelle un état stable est maintenu, équilibrant la production (Ra) et l’élimination (Rd).

Avec tout ce bagage vous serez tout léger en vous sentant des ailes pour réaliser votre séance de MLSS à la sensation sans risquer de vous « cramer » et avec le petit complément de séances en accélérations positives et négatives (pyramides), vous pourrez avoir plus de temps et de fraicheur physique et mentale en ayant la certitude de progresser sans vous épuiser.

Nous remercions le coté Dr Jekyll du lactate et laissons lui son coté Mr. Hyde !

mais effectivement il ne faut jouer aux apprentis sorcier comme le pauvre Dr Jekyll en utilisant mal le dosage du lactate (c’est si abordable à présent !) au risque de se planter tout en se vantant de faire de la science : la simplicité est complexe est c’est un long chemin pour laisser les peaux d’ânes au vestiaires même si se découvrir est parfois risqué.

Ne pas tomber dans les modes …prendre du recul et se décaler.

l’ASEP est là pour partager ce recul et décalage.