Soutenance mémoire
Le tennis est un sport ou la dimension mentale est primordiale et ou la complémentation alimentaire est uniquement accès sur le physique et la récupération. Or il a été démontré que la fatigue « mentale » ou « nerveuse » s’installe selon un processus physiologique de défense de l’organisme dont le but est de diminuer les capacités de l’individu afin d’éviter qu’il ne dépasse son seuil de tolérance à l’effort.
Ce mécanisme a pour neuromédiateur principal la sérotonine. En effet l’augmentation de la concentration de ce dernier au niveau du système nerveux central entraine une baisse de l’excitabilité des motoneurones et donc une diminution des capacités contractiles des muscles aboutissant à une baisse des performances sportives.
Les acides aminés ramifiées
STRUCTURE
Les acides aminés ramifiées (BCAA : Branched chain amino acid) sont des acides aminés dits essentiels, ce qui signifie qu’ils ne sont pas synthétisés par l’organisme et qu’ils doivent être apportés par voie exogène (alimentation et/ou complémentation).
Ces BCAAs (Leucine/Isoleucine/Valine) entrent dans la composition des protéines selon un ratio approximatif de 2 : 1 : 1. La plus forte concentration en Leucine semble indiquer qu’il joue un rôle physiologique plus important que les deux autres BCAAs. De récentes études ont mis en évidence que le pool de BCAAs libres au niveau des tissus joue un rôle majeur au-delà de son implication dans la synthèse protéique. En effet ils semblent impliqués dans des phénomènes de régulation et de production énergétique, fonctions essentielles chez l’homme pour le maintien de l’homéostasie (2).
Pour comprendre le rôle des BCAAs nous allons nous intéresser à leur métabolisme.
LE MÉTABOLISME DES ACIDES AMINÉS RAMIFIÉS
Les BCAAs étant apportés par l’alimentation, il n’existe pas de voie anabolique endogène, mais uniquement une voie catabolique permettant l’élimination de l’excès de BCAAs. L’utilisation et l’oxydation des BCAAs à lieu dans plusieurs tissus différents : le muscle squelettique, le rein, le foie, les adipocytes bruns et le cœur, contrairement aux autres acides aminés qui sont principalement métabolisés par le foie.
Une fois dans la cellule, les BCAAs peuvent suivre plusieurs voies :
• Stockage dans le pool d’acide aminés tissulaire
• Participation à la synthèse protéique
• Oxydation dans la mitochondrie pour fournir de l’énergie
De plus ils peuvent participer à la formation de corps cétoniques et de glucose (2).
Régulation du catabolisme des BCAAs
La voie catabolique principale des BCAAs se trouve dans les mitochondries. Les deux premières étapes de ce catabolisme sont communes aux 3 BCAAs.
La première étape est une transamination réversible catalysée par la BCAT (Branched chain amino-transferase) et aboutissant au transfert d’un groupement amine sur l’α cétoglutarate et à la formation de glutamate et de 3 BCKAs (Branched chained keto acids) :
• α kétoisovalérate (produit de la transamination de la valine)
• α kétoisocaproate (produit de la transamination de la leucine)
• α kéto-ß-méthylvalérate (produit de la transamination de l’isoleucine)
La deuxième étape est une réaction de décarboxylation oxydative irréversible des BCKAs catalysée par la BCKA déshydrogénase (BCKDC : Branched chain keto acids dehydrogenase complex), pour former des esters de Coenzyme A : l’Acétyl CoA et le Succinyl CoA. Cet enzyme est régulé par phosphorylation :
• La forme active est déphosphorylée par la BCKDC phosphatase (BDP)
• La forme inactive est phosphorylée par la BCKDC kinase (BDK) .
La BCAT est très active au niveau du muscle squelettique contrairement à la BCKDC dont la faible activité s’explique par la forte concentration de BDK au niveau du tissu musculaire qui favorise la phosphorylation et donc l’inactivation de cet enzyme. Ce mécanisme semble, au niveau musculaire, permettre d’orienter les BCAAs vers la synthèse protéique plutôt que vers leur catabolisme.
Lors d’un apport important en BCAAs, l’α kétoisocaproate (produit de la transamination de leucine) agit comme inhibiteur de la BDK permettant ainsi l’activation de la BCKDC et du catabolisme des BCAAs. Ce phénomène permet de maintenir une concentration stable en BCAAs (3).
Effets des BCAAs sur l’anabolisme protéique
Il a été démontré que le facteur de croissance mTOR (mammalian target of rapamycin) régule la synthèse protéique. En effet il s’agit d’un puissant inhibiteur de l’autophagie cellulaire régulant notamment la biosynthèse des lysosomes par phosphorylation de facteurs de transcription EB (TFEB). Or les BCAAs stimulent le facteur mTOR et jouent un rôle primordial dans l’homéostasie en induisant la synthèse des protéines et en inhibant leur catabolisme. Ces phénomènes ont lieu en réponse aux besoins énergétiques (concentration en AMP) mais aussi en fonction de la concentration en acides aminés et notamment la Leucine qui est un puissant activateur de mTOR (4).
BCAAS ET PATHOLOGIES
BCAAs et insulinorésistance
L’insuline joue un rôle majeur dans la régulation du métabolisme glucidique, or certaines pathologies comme l’obésité et le diabète de type 2 induisent une hyperinsulinémie liée à l’insulinorésistance (diminution de l’efficacité de l’insuline sur l’utilisation et la captation du glucose). Des études antérieures on permit de mettre en évidence une nette augmentation (14-20%) des concentrations plasmatiques en BCAAs chez ces patients. En effet l’hyperinsulinisme semble diminuer fortement l’activité de la BCKDC et donc le catabolisme des BCAAs (3).
Ces déséquilibres aboutissent au dysfonctionnement des mitochondries et entrainent l’accumulation d’intermédiaire de la lipolyse qui endommagent l’action de l’insuline. De nombreuses études ont établi un lien entre l’élévation de la concentration plasmatique en BCAAs, les risques de développer une insulinorésistance et la possibilité d’accélérer le développement de certaines pathologies comme le syndrome métabolique, le diabète et l’obésité. La concentration en BCAAs pourrait être considérée comme un marqueur d’insulinorésistance et être utile dans le dépistage et le pronostic de ces maladies métaboliques (1).
BCAAs et cancers
Des études antérieures ont permis de mettre en évidence le rôle des BCAAs dans la régulation des métabolismes lipidiques et glucidiques via la voie de signalisation PI3K-AKT-mTOR impliquée dans de nombreux processus biologiques. Cette voie est une cible importante des traitements anticancéreux.
En effet les BCAAs sont utilisés par les cellules cancéreuses comme source d’énergie et leur métabolisme est associé à des mutations oncogènes. De plus, la BCAT est un marqueur pronostic important dans certains cancers et représente une cible thérapeutique potentielle. Par exemple, dans le cancer du sein, l’enzyme BCAT est surexprimé, ce qui indique que le catabolisme des BCAAs est fortement activé dans ce type de cancer.
La Maladie du Sirop d’Érable
La prévalence de cette pathologie est de 1/150 000 naissances vivantes. Il s’agit d’une maladie génétique récessive liée à une mutation des gènes codant pour l’enzyme BCKDC indispensable à l’élimination des BCAAs et qui entraine l’accumulation des métabolites secondaires de ces acides aminés. Ces métabolites sont toxiques pour l’organisme et sont responsables de troubles importants dès les premiers jours de vie :
• Difficultés à s’alimenter
• Somnolence, léthargie
• Apnée intermittente
• Odeur typique de sirop d’érable dans le cérumen puis dans les urines
• Coma et insuffisance respiratoire centrale au bout de 7 à 10 jours de vie en l’absence de traitement. Le traitement initial de la forme aigue repose sur l’épuration exogène (dialyse) et le traitement au long cours consiste en un régime diététique strict pauvre en leucine, isoleucine et valine .
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
Partie 1
– Revue de littérature
Chapitre 1 – Les acides aminés ramifiées
1. Structure
2. Le métabolisme des acides aminés ramifiés
2.1. Régulation du catabolisme des BCAAs
2.2. Effets des BCAAs sur l’anabolisme protéique
2.3. BCAAs et métabolisme énergétique
3. BCAAs et pathologies
3.1. BCAAs et insulinorésistance
3.2. BCAAs et cancers
3.3. La Maladie du Sirop d’Érable
4. Les acides aminés ramifiés dans l’alimentation
4.1. Pourquoi et comment se complémenter en BCAAs ?
4.2. L’utilisation des acides aminés ramifiés dans le sport
Chapitre 2 – Analyse physiologique du tennis
1. GENERALITES SUR LE TENNIS
2. ANALYSE PHYSIOLOGIQUE DU TENNIS
2.1. La durée des matchs
2.2. La demande énergétique du tennis
3. LES DIFFERENTS TYPES DE FATIGUE
3.1. La fatigue physique
3.2. La fatigue neuromusculaire ou centrale
3.3. La fatigue nerveuse
4. TYPES DE JOUEURS ET PROFILS METABOLIQUES
4.1. Base du métabolisme de l’effort
4.2. Le joueur à métabolisme « rapide »
4.3. Le joueur à métabolisme « lent »
Chapitre 3 – Éthique, Dopage sportif et Rôle du Pharmacien
Partie 2
– Travail expérimental
Objectifs et hypothèses
1. POPULATION DE L’ETUDE
2. LIEUX ET PROCÉDÉS EXPÉRIMENTAUX DE L’ÉTUDE
2.1. Mesure de la fatigue musculaire
2.2. Mesure de la fatigue nerveuse
3. ANALYSE STATISTIQUE
– Résultats et Discussion
1. RÉSULTATS
1.1. Fatigue Nerveuse
1.2. Fatigue musculaire
2. DISCUSSION
Partie 3
– Perspectives et Conclusion
– Références Bibliographiques
– Annexes
CONCLUSION GENERALE
