Mitochondries: boostez vos centrales énergétiques!

Mitochondries: boostez vos centrales énergétiques!
Mitochondries: boostez vos centrales énergétiques!

Sans vos mitochondries, le moindre effort provoquerait essoufflement et brûlures musculaires! Vous ne produiriez que de l’acide lactique! Alors, découvrez ces petits sacs cellulaires à l’origine de votre endurance et améliorez vos chronos!

Il y a plus de 2 milliards d’années, notre bonne vieille Terre se remettait à peine de l’accumulation des impacts de matière à l’origine de sa création. Fusions et éruptions enrichissaient l’atmosphère en gaz carbonique. Pas question de respiration pour les premiers êtres vivants mais uniquement de la fermentation… comparable à celle que vous effectuez à l’effort intense quand vous ne dégradez que partiellement votre glucose et que vous le transformez en acide lactique en récupérant une quantité misérable d’énergie. Ainsi, vos séances de fractionnés vous ramènent à l’origine de la vie, à une époque où les processus métaboliques se montraient bien peu efficaces. Heureusement que les mitochondries sont entrées dans votre existence en s’infiltrant dans vos cellules…

Soyez en symbiose avec l’effort!

Mitochondrie
Mitochondrie

Peu de temps après… environ 500 000 ans plus tard… l’agitation thermique s’apaise peu à peu et l’air s’enrichi en oxygène. À l’origine de la modification du manteau gazeux, l’apparition des cyanobactéries à la surface des océans. Ces premiers êtres vivants unicellulaires, à mi-chemin entre végétaux et animaux, saisissent l’opportunité de la disponibilité en gaz carbonique pour le transformer en matière organique ! Grâce à l’énergie du Soleil, ils effectuent la photosynthèse et rejettent de l’oxygène !  De ce fait, à proximité de ce gaz précieux, les cyanobactéries mettent au point un mécanisme d’oxydation qui n’est autre que la respiration ! Au fond des mers, d’autres bactéries nommées « Archaea », produisent de l’énergie différemment. Elles réalisent la fermentation. Sans oxygène, elles dégradent partiellement la matière organique. Vous connaissez bien ce phénomène quand le lait ensemencé en lactobacillus et prisonnier dans un récipient hermétique devient un yaourt. 

UNE BACTÉRIE POUR NOUS AIDER À FAIRE DU SPORT

Dans ce processus, le sucre du lait, le lactose, devient de l’acide lactique qui fait cailler les protéines. Voilà qui vous rappelle encore ce qui se produit dans votre muscle lors des entraînements au-dessus du seuil de l’essoufflement ! La dénaturation des protéines laitières vous laisse entrevoir l’altération de vos protéines musculaires si vous abusez de ce type de séance. Mais, puisque l’union fait la force, le mariage était inévitable. La cérémonie eut lieu entre deux eaux, à mi-profondeur. Les petites cyanobactéries sont entrées dans les grosses Archaea. Les premières sont devenues les mitochondries et les secondes, les cellules dites « eucaryotes » dont nous descendons !  Cette association porte le nom de « symbiose » !

Votre muscle bénéficie d’une double carburation !

La symbiose vous permet de disposer d’un système à double carburation. Premièrement, la respiration brûle la matière organique complètement et la transforme en eau et en gaz carbonique. Elle n’est possible que lorsque l’oxygène est disponible en quantité suffisante. Vous enclenchez ce métabolisme quand vous vous entraînez en aisance respiratoire sur des durées prolongées. Deuxièmement, la fermentation dégrade partiellement le sucre quand la cellule musculaire ne bénéficie pas d’un apport en oxygène suffisant pour mener à bien un effort intense. Le glucose ne se transforme qu’en acide lactique. Cette réaction produit 18 fois moins d’énergie que la respiration et dilapide le stock de sucre.

SANS MITOCHONDRIE, PAS DE RESPIRATION

De surcroît, l’acidité vient freiner la mise à disposition des réserves d’énergie en glycogène et en graisse ; elle véhicule aussi une information douloureuse comme pour vous inviter à ne pas rester en zone rouge. Dans l’intimité de nos cellules, ce processus se déroule encore en deux étapes situées à deux endroits différents. La fermentation se produit dans l’ensemble de l’aquarium cellulaire, dans une zone appelée « cytoplasme ». Elle ne concerne que les sucres. Les graisses ne fermentent pas et ne peuvent pas participer à l’effort intense. La respiration se concentre dans les mitochondries. Ainsi, la quantité d’oxygène que vous pouvez consommer dépend des performances de ces petites centrales énergétiques. Elles constituent un maillon déterminant de votre VO2max (consommation maximum d’oxygène), de votre VMA (vitesse maximale aérobie ou vitesse de course à fréquence cardiaque maximum) ou de votre PMA (puissance maximale aérobie ou puissance de pédalage à fréquence cardiaque maximum). Et tous ces indicateurs sont eux-mêmes corrélés à vos chronos sur les épreuves d’endurance ! Pour information, sachez que les autres facteurs influençant votre VO2max sont votre débit cardiaque, votre taux de globules rouges (qui transportent l’oxygène) et la densité en capillaires sanguins au sein de vos masses musculaires. Vos cellules comptent de 200 à 100 000 mitochondries. Elles sont particulièrement nombreuses dans les muscles. Elles se regroupent autour des fibres musculaires très demandeuses d’énergie pour coulisser et provoquer la contraction. Et, bien sûr, elles se multiplient encore lorsque vous vous entraînez en endurance et au voisinage de l’essoufflement.

Vous avez la VO2max de votre grand-mère!

Quand le spermatozoïde paternel pénètre l’ovule maternelle, seule la tête porteuse des chromosomes masculins parvient à rentrer. Les mitochondries sont massées autour du flagelle pour lui fournir de l’énergie et restent à l’extérieur. Bref, vous disposez des mitochondries de votre maman… qui disposait des mitochondries de votre grand-mère maternelle. Ainsi, une part essentielle de vos aptitudes à l’endurance dépend de vos ascendants féminins ! Bien avant la mise en évidence de ce processus embryologique, les éleveurs de chevaux de course savaient qu’il fallait accorder plus de valeur à la jument qu’à l’étalon pour anticiper la qualité du poulain sur les hippodromes.  L’origine maternelle des mitochondries contribue également aux enquêtes génétiques et aux études sur l’évolution.

VOS MITOCHONDRIES PROVIENNENT DE VOTRE MÈRE

On parle ainsi d’« Ève mitochondriale » pour nommer la première femme appartenant à l’espèce humaine. Il est même très probable qu’elle soit apparue, il y a 150 000 ans, en Afrique de l’Est aux environs du Kenya et de l’Éthiopie ! Compte tenu des performances aérobies de ces populations, nous pouvons nous poser la question : « Que diable notre civilisation a-t-elle fait de notre endurance ? » Mais ces recherches concernant notre « Ève mitochondriale » restent controversées ; il semblerait plutôt que nous soyons tous issus de 9 lignées féminines… comme si l’improbable Homo sapiens était apparu au moins neuf fois sur cette planète ! En réalité, depuis 1,5 million d’années, date de la symbiose, bon nombre de gènes mitochondriaux sont passés dans le noyau de la cellule ; ils bénéficient désormais d’un brassage propre à la reproduction sexuée. Si le fonctionnement de la mitochondrie nécessite plusieurs centaines d’enzymes,
13 sont encore exclusivement codés par son ADN. Et les protéines codées par le matériel génétique mitochondrial constituent encore des étapes déterminantes et potentiellement limitantes de la chaîne respiratoire. Votre maman joue toujours un rôle clé dans votre performance sur marathon !

Vos mitochondries rouillent !

Vos mitochondries sont le siège d’une oxydation intense. Les acides gras et les dérivés de la fermentation glucidique sont morcelés par les impacts de l’oxygène. Ils sont contraints de livrer toute leur énergie et dévalent la pente pour terminer en gaz carbonique et en eau. Vous imaginez bien que ces processus chimiques engendrent des dégâts collatéraux, notamment chez le sportif dont la machinerie tourne à plein régime. L’oxydation diffuse jusque dans les structures propres de la mitochondrie. Les protéines présentes s’abîment, l’ADN aussi est dénaturé. Les systèmes de réparation sont moins performants que dans le noyau et le message génétique finit par s’altérer. Heureusement, les mitochondries possèdent plusieurs fragments d’ADN et elles parviennent à se diviser, laissant fonctionner la mitochondrie fille pourvue du bon programme alors que celle qui est défectueuse s’autodétruit par oxydation. Avant que la cellule fille efficace ne grossisse ou se multiplie, le volume total des centrales énergétiques cellulaires reste inférieur à celui qui existait avant l’effort intense et prolongé. Ce phénomène vous explique pourquoi il vous arrive d’être essoufflé lors d’une activité banale comme monter les escaliers dans les jours qui suivent une compétition difficile. Mais ce processus initie aussi le rythme décompensation / surcompensation, moteur de votre progression.

MITOCHONDRIES : OXYDATION POUR LE MEILLEUR ET POUR LE PIRE

Afin de parer à une future sollicitation en endurance, les mitochondries se reconstituent plus grandes et plus nombreuses.  Et vos performances aérobies s’améliorent ! Si cet enchaînement se retrouve à l’échelle d’un cycle d’entraînement ; à l’échelle de la vie l’efficacité mitochondriale s’altère insidieusement et votre VO2max diminue peu à peu ! Cette érosion survient assez vite, vers 25 ans, et devient notable à partir de 40 à 50 ans.  Ce constat est fait au sein de toutes les cellules du corps et explique par exemple les « enfants à 3 parents » (voir encadré) ou la diminution des capacités cognitives. Les jeunes parviennent à changer en permanence de sujet de réflexion, dopés par leurs entraînements à gérer la multiplication des sources d’information. À l’inverse, les seniors n’y parviennent que difficilement, compensant alors par leur concentration et leur expérience. Bref, la VO2max du cerveau diminue aussi avec les années et il est impératif de s’y adapter comme un vieux coureur optimise son rendement et sa connaissance du terrain !

Quel entraînement pour affûter vos mitochondries ?

Deux pistes principales s’ouvrent à vous pour booster vos mitochondries, votre entraînement et votre alimentation. Vous l’avez compris, les sucres peuvent brûler sans oxygène et donc sans mitochondries, c’est la « glycolyse anaérobie ». Ce cheminement métabolique mène à l’acide lactique lui-même source d’essoufflement. À l’inverse, les graisses ne bénéficient que d’une combustion complète grâce à l’oxygène et… toujours aux mitochondries. Ce processus porte le nom de « lipolyse » ; lipolyse aérobie, quitte à faire un pléonasme aux vertus pédagogiques. Il a lieu quand le corps dispose suffisamment d’oxygène, c’est-à-dire à intensité réduite. Il dégrade les acides gras en gaz carbonique et en eau ; point d’acide pour imposer une hyperventilation. Vous êtes vraiment en aisance respiratoire. On connaît d’ailleurs l’intensité cardio-vasculaire permettant de consommer un maximum de gras, elle porte le nom de
« Lipomax ». Vous l’atteignez à environ 50 % de vos capacités cardiaques et vous pouvez grimper à 60 % si vous insistez sur les séances « longues et lentes ». Dans ces conditions, vos mitochondries apprennent à utiliser un maximum d’acides gras et à économiser vos réserves de sucres musculaires, le fameux glycogène.

SÉANCES LONGUES ET COOL POUR BOOSTER VOS MITOCHONDRIES

C’est une bonne manière de repousser le « mur du marathon » quand vous parcourez la distance reine sur macadam, c’est une bonne manière de faire voler en éclats ce concept lorsque vous vous adonnez à l’ultra-trail, là-haut dans la montagne. À mi-chemin entre entraînement et nutrition, les séances à jeun s’inscrivent dans cette stratégie. Le matin, avant votre petit déjeuner, quand vous partez courir, pédaler ou nager, votre taux de sucre sanguin reste bas, vous ne produisez pas l’hormone du stockage, l’insuline. Conséquence, l’ambiance métabolique est à la libération d’énergie, vous brûlez une proportion plus élevée de graisse. Les études indiquent que la part des lipides consommés au début de ces séances à jeun est identique à celle atteinte à l’issue de 2 heures d’un entraînement entamé peu de temps après un repas.

Pratiquez le « week-end mitochondrial » !

Vous pouvez encore faire mieux pour accroître l’activité de vos mitochondries. En effet, à l’occasion d’un training matinal, vos muscles sont encore pleins de glycogène car ce dernier n’a pas baissé dans la nuit ; il ne contribue pas à réguler la glycémie. Cette mission est dévolue au glycogène du foie. Bref, à l’occasion d’une séance à jeun, votre foie est vide mais vos muscles restent emplis de glycogène et utilisent sans difficulté le glycogène présent. Vos mitochondries ne tournent pas à plein régime ! Pour potentialiser leur pouvoir de combustion, il faut vider les stocks de glycogène musculaire ! La solution, enchaîner deux entraînements longs sans recharger en glucides. La session du samedi se déroule à une intensité telle que vous percevez une légère augmentation de votre rythme respiratoire. Ainsi, vous allez grignoter vos réserves de glycogène. En courant, cette vitesse correspond environ à l’allure d’un semi ou d’un marathon. Dans la journée qui suit : pas de féculents, pas de produits sucrés ! En revanche, grandes salades de crudités variées avec du fromage, des oléagineux, de la viande ou du poisson.

SÉANCES À JEUN ET SANS GLYCOGÈNE POUR BOOSTER VOS MITOCHONDRIES

À moins que vous ne préfériez une belle omelette pipérade avec de nombreux légumes. Le dimanche, vous partez pour une sortie dite « glycogène bas ». Votre corps va naturellement s’orienter vers la combustion des graisses. Si ce phénomène vous apparaît comme une adaptation logique et naturelle, il correspond en fait à un processus biologique. La dégradation des longues chaînes de glucose a libéré des protéines modulatrices qui s’y trouvaient enchevêtrées. Ces dernières sont allées activer dans le noyau de la cellule toute la machinerie nécessaire à la production des enzymes impliqués dans la combustion des graisses. On parle de « processus épigénétique ». Il sera sensible dès 2 à 3 semaines. En effet, à l’occasion de vos premières expériences, partez avec une petite réserve de produits sucrés ou de biscuits en cas de « coup de moins bien ».  Très vite, vous n’en ressentirez plus le besoin et vous pourrez mener à bien votre entraînement avec quelques oléagineux, voire sans aucune calorie ! Afin de plus solliciter vos mitochondries et pour rester en aisance respiratoire, je vous suggère de réaliser cette séance du dimanche à vélo, ou bien en vélo électrique. En pédalant, il est plus aisé de se caler à basse intensité et l’absence de microtraumatisme réduit l’inflammation musculaire, source d’altération mitochondriale. 

Protégez vos mitochondries

Manger des végétaux protège vos mitochondries
Manger des végétaux protège vos mitochondries

Pour accroître votre endurance, vous devez augmenter la taille et le nombre de vos mitochondries. Il faut leur apporter les nutriments dont elles ont besoin pour se protéger et pour se développer. Souvenez-vous, ces usines à combustion et à oxydation produisent quelques ratés, surtout quand elles tournent à plein régime pendant l’effort. Ces molécules qui s’échappent de la chaîne respiratoire sont appelées « radicaux libres » ; il s’agit de réactifs intermédiaires qui se comportent comme des « super-oxydants ». Ils dénaturent les acides gras présents dans les membranes mitochondriales, ils abîment les protéines et les enzymes qui s’y trouvent insérés. In fine, la mitochondrie rouille et ne fonctionne plus. Pour limiter ces destructions, interviennent des substances alimentaires aux capacités compensatrices : les célèbres antioxydants. On en trouve en quantité importante dans les fruits et les légumes qui les utilisent eux aussi pour se protéger des méfaits de l’oxygène. Certains de ces antioxydants sont des vitamines comme la C ou la E mais bon nombre d’entre eux sont des molécules spécifiques et colorées qui agissent au sein d’une synergie dont on ne connaît pas encore toutes les subtilités biochimiques. 

MANGER DES VÉGÉTAUX PROTÈGE VOS MITOCHONDRIES

C’est alors que le concept holistique visant à manger une plante qui possède naturellement toutes les substances pour se défendre paraît plus logique que d’ingérer un complément alimentaire contenant un cocktail arbitraire ou pire, un unique antioxydant. On parle d’effet « totum » pour décrire cette efficacité globale. Mais le tout végétal n’est pas la panacée ! Parmi les antioxydants, on trouve de nombreux minéraux agissant comme cofacteurs des enzymes protecteurs. Le plus efficace d’entre eux est probablement le zinc dont la source principale est la viande rouge. Plus complexe encore, il semble que les destructions inhérentes à l’oxydation permettent l’élimination des mitochondries devenues les moins efficaces pour laisser place à des structures plus jeunes et plus performantes, provenant d’un ADN préservé.  Encore une fois, l’humilité scientifique s’impose et une alimentation variée et équilibrée, à haute densité nutritionnelle, apparait comme un point clé de la santé mitochondriale. Au plus peut-on y associer un complément alimentaire contenant un large cocktail d’antioxydants dans les heures qui suivent une grosse épreuve. Une stratégie alternative et complémentaire existe aussi pour permettre la réparation et la multiplication de vos mitochondries. Cette méthode porte le nom de « repos » ! Prenez le temps de digérer vos séances dures ! Octroyez-vous la récupération nécessaire après une compétition difficile !

Manger mieux pour respirer mieux !

Manger de bonnes graisses stimule vos mitochondries
Manger de bonnes graisses stimule vos mitochondries

Si vous nourrissez correctement vos mitochondries, vous utilisez mieux l’oxygène tout au fond de vos cellules. Votre chaîne respiratoire fonctionne mieux, vous respirez mieux ! Les mitochondries sont entourées de membranes lipidiques dans lesquelles flottent des protéines fonctionnelles qui doivent se déplacer pour remplir leur mission. Une texture solide et fluide est indispensable. C’est ainsi que les acides gras de type Oméga-3 sont indispensables à l’obtention d’une bonne souplesse membranaire. On les trouve dans les poissons gras : anchois, sardine, hareng, thon et saumon. On les rencontre aussi dans les oléagineux : noix, noisette, amande, cajou. Mais attention, de bons acides gras saturés provenant d’un produit laitier ou d’un beurre cru de qualité ne sont pas à exclure ! Ils apportent plus de résistance à la membrane et plus de stabilité face à l’agression oxydative. Les enzymes qui turbinent plein pot au cœur de la mitochondrie sont des protéines associées à des minéraux et des oligoéléments. Si un régime végétarien subtil peut apporter l’ensemble de ces composants, une alimentation omnivore y parvient plus aisément. Le fer est un élément clé dans les réactions d’oxydoréduction mitochondriale et sa forme aisément absorbable est présente dans la viande rouge. La carnitine a pour mission cruciale d’emmener les acides gras à l’intérieur de la mitochondrie afin qu’ils libèrent leur énergie. L’étymologie de ce terme vous en indique la provenance : ce mot vient de « carné » comme viande.

MANGER DE BONNES GRAISSES STIMULE VOS MITOCHONDRIES

Bien sûr, il ne s’agit pas d’une vitamine mais d’un composé qui peut être produit dans nos cellules. En effet, il provient de l’association de quelques acides aminés indispensables. Toujours est-il que sa synthèse diminue avec l’âge… Alors, les seniors pourraient bien se complémenter, surtout s’ils sont végétariens ! Une autre molécule clé intervient dans la chaîne respiratoire et pourrait en constituer un facteur limitant, il s’agit du coenzyme Q10. Là encore, cette substance est essentiellement présente dans la viande et le poisson mais peut être synthétisée par l’organisme. Et de la même manière, sa production se réduit avec les années. Cette altération fonctionnelle s’accentue considérablement si vous prenez des statines. Ces médicaments diminuent la formation du cholestérol et, par la même voie métabolique, celle du coenzyme Q10. C’est par cet intermédiaire que ces traitements sont connus pour donner des douleurs musculaires ! Voilà qui constitue une démonstration par l’absurde de la nécessité du coenzyme Q10 pour le bon fonctionnement de vos muscles. D’ailleurs, les Japonais utilisent beaucoup cette molécule en cas d’insuffisance cardiaque et améliorent ainsi la vigueur de la contraction du cœur toujours en action ! Bref, plusieurs circonstances semblent indiquer l’opportunité d’une complémentation en coenzyme Q10 : la maturité, un régime végétarien et surtout un traitement par statine ! Enfin, le glutathion participe à la fois à la chaîne respiratoire et à la lutte contre les radicaux libres. Il provient de l’association de 3 acides aminés et peut être synthétisé dans l’organisme. Cependant, la production diminue insidieusement avec les années. De faibles concentrations sont retrouvées à l’occasion du vieillissement, notamment en cas de maladies neurodégénératives. Là encore, une alimentation suffisamment riche en protéines est nécessaire et une supplémentation est envisageable chez le senior pratiquant des sports d’endurance sur de longues distances.


LES PATIENTS ONT TOUJOURS RAISON !

Vous êtes nombreux à penser, à avoir ressenti que les antibiotiques vous fatiguaient. Mais lorsque vous vous êtes risqué à évoquer ce phénomène à votre médecin, il vous a répondu doctement : « Mais non ! C’est l’infection qui fatigue ! » C’était sans compter sur les mitochondries et leurs ribosomes ! Ces dernières structures sont destinées à synthétiser les protéines en récupérant les acides aminés correspondant aux consignes de l’ADN. Ainsi, il en existe dans le cytoplasme de la cellule et d’autres dans les mitochondries. Et ils sont différents ! Les premiers sont gros et solides alors que les seconds sont plus petits, plus fragiles et ressemblent à ceux des bactéries !

LES ANTIBIOTIQUES FATIGUENT

Car, souvenez-vous, la mitochondrie est issue d’une bactérie, elle ressemble même à une espèce actuelle appelée « Rickettsia ». Vous devinez la suite ! Bon nombre d’antibiotiques s’attaquent aux ribosomes et tuent les bactéries en les empêchant de synthétiser leurs protéines. La célèbre pénicilline est connue pour sa capacité à bloquer la production de la coque des bactéries qui finissent par éclater en se multipliant ! Cette inhibition s’étend jusqu’aux ribosomes de vos mitochondries. Vous produisez moins d’enzymes indispensables à votre respiration cellulaire ! Vous êtes fatigués !

DES ENFANTS A 3 PARENTS… À CAUSE DES MITOCHONDRIES !

C’est bien connu, à partir de 40 ans la fécondité des couples diminue. L’altération de la fonction mitochondriale constitue l’une des causes habituelles. Souvenez-vous, les mitochondries de l’embryon sont exclusivement d’origine maternelle car celles du spermatozoïde restent à l’extérieur de l’ovocyte. Elles doivent fournir un maximum d’énergie pour assurer l’intense multiplication cellulaire inhérente au début de la vie… Et il arrive que les vieilles mitochondries de 40 ans n’y parviennent pas !

LES MITOCHONDRIES EXPLIQUENT L’ALTÉRATION DE LA FÉCONDITÉ LIÉE A L’ÂGE

C’est ainsi que les scientifiques ont mis au point une technique de fécondation permettant d’unir le matériel génétique d’un père et d’une mère dans l’ovule d’une jeune femme pourvue de mitochondries vaillantes et efficaces. Puisque ces dernières possèdent également un ADN fonctionnel, l’embryon provient véritablement de 3 parents différents… Et le débat éthique n’est pas clos ! Toujours est-il que cet exemple met en exergue la dégradation rapide de la puissance mitochondriale dans l’ensemble des cellules, notamment au sein de vos muscles !

Triathlète adepte du cardiotraining et de la musculation - Médecin du sport - traumatologue du sport - nutritionniste du sport - diplômé en entraînement du sportif - Rédacteur en chef