Fiche de révision : Nutrition et hydratation de l’endurance

📋 Plan du Cours

1. Équilibre énergétique et apports nutritionnels
2. Stratégies nutritionnelles de compétition
3. Sudation et équilibre électrolytique
4. Eau corporelle et régulation hydrique
5. Turnover hydrique et exercice
6. Turnover hydrique et environnement
7. Déterminants physiologiques de la soif
8. Hypovolémie et système rénine-angiotensine
9. Déshydratation cellulaire et contrôle central
10. Facteurs sensoriels et comportementaux
11. Réhydratation et ergonomie des contenants
12. Influences sociales et psychologiques

📖 1. Équilibre énergétique et apports nutritionnels

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• Lors d’un entraînement d’endurance, le métabolisme peut atteindre 15 à 20 fois le taux de repos et se maintenir plusieurs heures par jour.

📌 Un apport énergétique insuffisant entraîne une perte de masse corporelle, une fatigue chronique et une baisse des performances.

• L’énergie provient principalement de l’oxydation des glucides et des lipides, tandis que la contribution des protéines à l’énergie reste d’environ 5 %.

📌 À environ 50 % du VO2max, environ deux tiers de l’énergie proviennent des lipides et un tiers des glucides, tandis qu’à environ 75 % du VO2max les glucides deviennent la principale source d’énergie.

📌 Les experts recommandent que les glucides représentent plus de 50 % de l’énergie alimentaire, avec un apport quotidien de 6 à 10 g/kg de masse corporelle pendant un entraînement intense.

Compléments

📌 Pour reconstituer le glycogène, il est recommandé de consommer 50 à 100 g de glucides pendant la première heure suivant l’exercice, puis de maintenir un apport élevé, sans dépasser 100 g toutes les 2 heures car cela n’apporte pas de bénéfice supplémentaire.

💡 Astuce mémo

Intensité ↑ → glucides ↑

📖 2. Stratégies nutritionnelles de compétition

🔑 Notions clés & Définitions

• Hypoglycémie : L’hypoglycémie est une glycémie inférieure à 2,5 mmol/L et peut provoquer des symptômes neurologiques centraux.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

📌 Les stratégies nutritionnelles de compétition ciblent les facteurs responsables de la fatigue et de la baisse des performances, notamment l’hyperthermie, la déshydratation, l’hypoglycémie, l’épuisement du glycogène musculaire, les déséquilibres électrolytiques et les troubles gastro-intestinaux.

• Lors d’un effort prolongé, les performances diminuent déjà vers 20 °C par rapport à environ 10 °C, et les sujets cessent spontanément l’exercice lorsque la température centrale atteint environ 40,1 à 40,2 °C.

📌 Une perte d’eau corporelle de 1 à 2 % de la masse corporelle suffit à altérer les performances des exercices courts ou longs.

🔄 Processus — Pour augmenter le glycogène musculaire avant un effort de plus d’une heure, la stratégie actuelle consiste à réduire la charge d’entraînement 5 à 6 jours avant la compétition tout en augmentant progressivement l’apport en glucides, sans phase préalable de déplétion.

Compléments

🔄 Processus — L’ingestion de liquide pendant un effort prolongé aide à maintenir la fonction cardiovasculaire, à limiter l’élévation de la température corporelle et à améliorer la performance.

📌 Chez certains individus sensibles, l’ingestion à jeun de grandes quantités de glucides peu avant un effort intense peut provoquer une hypoglycémie réactive ; il est donc recommandé d’éviter les aliments glucidiques au moins 2 heures avant l’exercice.

• Les troubles digestifs sont plus fréquents chez les coureurs que chez les cyclistes et leur gravité est souvent associée à l’utilisation d’anti-inflammatoires non stéroïdiens.

💡 Astuce mémo

Chaleur, eau, glucose, glycogène

📖 3. Sudation et équilibre électrolytique

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• La sueur contient principalement du sodium et du chlorure, et l’exercice intense augmente notamment les besoins en sodium à cause des pertes sudorales.

📌 La sueur est hypotonique par rapport au plasma, mais elle entraîne principalement une perte d’eau extracellulaire riche en sodium et en chlorure.

🔄 Processus — Avec l’entraînement et l’acclimatation thermique, la sudation débute plus tôt et son débit augmente, tandis que la concentration de sodium dans la sueur diminue, ce qui améliore l’évaporation tout en conservant les électrolytes.

🔄 Processus — Une sudation prolongée augmente l’osmolalité plasmatique parce que la sueur est hypotonique ; cette hyperosmolalité élève le seuil de sudation et réduit la vasodilatation cutanée.

• Un litre de sueur contenant 50 mmol/L de sodium représente une perte d’environ 2,9 g de chlorure de sodium, et 5 litres de sueur par jour représentent environ 15 g de sel perdu.

Compléments

• Les concentrations de potassium et de magnésium dans la sueur restent généralement stables, le magnésium pouvant légèrement diminuer, alors que le sodium et le chlorure diminuent avec l’acclimatation.

💡 Astuce mémo

Sueur = eau + NaCl

📖 4. Eau corporelle et régulation hydrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Osmolalité plasmatique : L’osmolalité plasmatique est la concentration totale des particules osmotiquement actives et sa valeur normale est de 280 à 290 mosm/kg d’eau.

📝 Points essentiels

• L’eau représente 45 à 70 % de la masse corporelle, soit environ 33 à 53 litres chez un homme de 75 kg, et cette proportion diminue lorsque la masse grasse augmente.

• Le liquide intracellulaire contient environ deux tiers de l’eau totale, soit environ 40 % de la masse corporelle, tandis que le liquide extracellulaire en contient environ un tiers, soit environ 20 % de la masse corporelle, réparti entre plasma à 5 % et liquide interstitiel à 15 %.

📌 Dans le liquide extracellulaire, le sodium est l’ion majeur à environ 140 mmol/L et le potassium est faible à environ 4 mmol/L, tandis que dans le liquide intracellulaire le potassium est majeur à environ 150 mmol/L et le sodium est faible à environ 12 mmol/L.

🔄 Processus — Les reins régulent l’osmolalité en produisant une urine hypo-osmotique lorsque l’eau doit être excrétée ou hyper-osmotique lorsqu’elle doit être conservée.

🔄 Processus — Les centres de la soif situés dans l’hypothalamus et le télencéphale antérieur intègrent l’osmolalité, le volume sanguin, la pression artérielle, l’ADH, l’angiotensine II, l’aldostérone et les signaux des osmorécepteurs, volorécepteurs et barorécepteurs.

📌 Une augmentation de l’osmolalité plasmatique de 2 à 3 %, soit environ 6 à 8 mosm/kg d’eau, déclenche une soif intense et augmente la sécrétion d’ADH, tandis qu’une baisse de 10 % du volume sanguin est nécessaire pour déclencher la soif par hypovolémie.

🔄 Processus — L’ADH, synthétisée dans l’hypothalamus et libérée par la posthypophyse, augmente la perméabilité des tubules distaux et des conduits collecteurs afin d’accroître la réabsorption d’eau et de concentrer l’urine.

🔄 Processus — L’aldostérone, produite par la zona glomerulosa du cortex surrénalien, augmente la réabsorption tubulaire du sodium et l’excrétion du potassium ; l’eau suit le sodium, notamment avec l’action de l’ADH.

💡 Astuce mémo

Osmolalité, volume, soif

📖 5. Turnover hydrique et exercice

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• Lors de l’exercice, seulement 20 à 25 % de l’énergie est convertie en travail mécanique et le reste est dissipé sous forme de chaleur.

• Chez un sujet de 70 kg, la production de chaleur est d’environ 70 W au repos avec un VO2 d’environ 4 ml/kg/min, mais atteint environ 1100 W pendant un marathon de 2 h 30 avec un VO2 d’environ 4 L/min.

• Les pertes sudorales peuvent atteindre au moins 6 litres chez des marathoniens par temps chaud, correspondant à un déficit d’environ 8 % du poids corporel, soit 12 à 15 % de l’eau totale.

📌 Une déshydratation d’au moins 5 % du poids corporel est associée à une baisse d’environ 30 % de la capacité de travail, tandis qu’une déshydratation d’environ 2,5 % peut réduire de 45 % la capacité à produire un effort intense dans certaines études.

📌 Le turnover hydrique dépend principalement de l’activité physique, de l’exposition à la chaleur et des habitudes alimentaires et horaires, avec des pertes pouvant atteindre 2 à 3 L/h et dépasser 10 L/jour dans des conditions extrêmes.

Compléments

• Chez les coureurs étudiés, le turnover hydrique médian était de 4673 ml/jour contre 3256 ml/jour chez les sédentaires, avec une diurèse de 3021 contre 1883 ml/jour.

💡 Astuce mémo

Activité + chaleur → pertes ↑

📖 6. Turnover hydrique et environnement

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• Chez des cyclistes parcourant 50 km par jour en climat tempéré à 10 °C, le turnover hydrique était de 3,38 l/j contre 2,22 l/j chez des sujets sédentaires, tandis que les pertes non rénales atteignaient 1,46 l/j contre 0,53 l/j.

• Le turnover hydrique varie fortement selon les individus et peut atteindre 9606 ml/j chez un coureur, ce qui montre que l’envie volontaire de boire peut dépasser les besoins physiologiques.

📌 Le turnover hydrique dépend principalement de l’activité physique, de l’exposition réelle à la chaleur et des habitudes alimentaires et horaires, notamment le jeûne et le rythme de vie.

Compléments

• Chez des femmes gambiennes effectuant un travail agricole intense à 23–28 °C, le turnover hydrique était de 5,2 l/j, contre 3,2 l/j chez des femmes sédentaires de Cambridge exposées à 11–19 °C.

🔄 Processus — Pendant le Ramadan à Jakarta, le turnover hydrique diminuait à 1,93 l/j principalement par réduction des pertes non rénales, tandis que le volume urinaire restait stable, ce qui traduisait une adaptation comportementale réduisant l’activité ou l’exposition à la chaleur.

💡 Astuce mémo

Activité + chaleur + habitudes → turnover

📖 7. Déterminants physiologiques de la soif

🔑 Notions clés & Définitions

• Déshydratation volontaire : Un apport hydrique insuffisant malgré la persistance d’une perte réelle d’eau.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

📌 Après une privation hydrique, la déshydratation intracellulaire explique environ 64–85 % de la prise de boisson, alors que l’hypovolémie n’en explique qu’environ 5–27 %.

• L’eau corporelle totale représente environ 60 % du poids corporel adulte, avec environ deux tiers dans le compartiment intracellulaire et un tiers dans le compartiment extracellulaire.

Compléments

🔄 Processus — Le modèle causal de la prise de boisson est le suivant : des conditions physiologiques produisent une sensation de soif, qui déclenche ensuite l’ingestion de liquide.

• L’osmolalité des liquides corporels dépend surtout des variations de l’eau corporelle totale, provoquées notamment par les pertes extracellulaires d’urine, de sueur ou de respiration, ou par l’augmentation de solutés tels que le sodium et le glucose.

💡 Astuce mémo

Cellule, volume, hormones

📖 8. Hypovolémie et système rénine-angiotensine

🔑 Notions clés & Définitions

• Hypovolémie : L’hypovolémie est une diminution du volume sanguin circulant pouvant être provoquée par une hémorragie, une carence en sodium, une injection de colloïdes hyperoncotiques ou une obstruction du retour veineux vers le cœur.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

🔄 Processus — Lors d’une hypovolémie, le rein sécrète davantage de rénine, qui transforme l’angiotensinogène hépatique en angiotensine I, ensuite convertie en angiotensine II par l’enzyme de conversion de l’angiotensine.

• L’angiotensine II circulante stimule fortement la soif hypovolémique en agissant notamment sur l’hypothalamus antérieur, l’aire préoptique, le SFO et l’OVLT.

Compléments

🔄 Processus — L’hypovolémie est détectée par les récepteurs de tension veineuse et atriaux ainsi que par les barorécepteurs artériels du sinus carotidien et de la crosse aortique, ce qui augmente le tonus sympathique, la contractilité cardiaque, la vasopressine et l’activation du SRAA.

• L’angiotensine II provoque aussi une vasoconstriction, une stimulation de l’absorption intestinale nette des liquides, une augmentation de l’appétit sodé et une interaction avec la sécrétion de vasopressine.

💡 Astuce mémo

Baisse de volume → rénine → Ang II

📖 9. Déshydratation cellulaire et contrôle central

🔑 Notions clés & Définitions

• Déshydratation cellulaire : Résulte d’une augmentation de l’osmolalité plasmatique qui attire l’eau hors des cellules lorsque des solutés non diffusibles, comme le NaCl ou le saccharose, sont ajoutés au sang.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• L’osmolalité sanguine normale est de 280–292 mOsm/kg ; une osmolalité d’au moins 282 mOsm/kg stimule la libération de vasopressine, tandis qu’une osmolalité inférieure à 280 mOsm/kg ne produit pas de vasopressine détectable et favorise la diurèse.

📌 La vasopressine agit principalement comme hormone antidiurétique en favorisant la réabsorption rénale de l’eau et elle module la sensibilité osmotique de la soif plutôt que de la déclencher directement.

🔄 Processus — Après le début de la prise de boisson, les signaux oropharyngés réduisent la soif et la vasopressine entre 0 et 5 minutes, la distension gastrique renforce la satiation vers 5–15 minutes, puis les changements plasmatiques interviennent surtout après 15–25 minutes.

Compléments

🔄 Processus — Les osmorécepteurs centraux, notamment dans l’OVLT et le SFO, détectent l’augmentation de l’osmolalité et activent la neurohypophyse, qui libère la vasopressine produite principalement par les noyaux supraoptique et paraventriculaire.

💡 Astuce mémo

Osmolalité → AVP → soif

📖 10. Facteurs sensoriels et comportementaux

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• À 39 °C, une eau à 13 °C remplaçait 87 % des pertes contre 75 % avec une eau à 28 °C, et plusieurs études ont montré une consommation supérieure des boissons fraîches, généralement maximale autour de 15 °C.

• L’aromatisation peut augmenter l’apport hydrique volontaire de 79 % pour une eau chaude aromatisée, de 40 % pour une eau iodée aromatisée, et l’association eau froide plus aromatisation peut augmenter l’apport de 80 %.

📌 Pour optimiser la palatabilité d’une boisson, la concentration recommandée est d’environ 6–8 % de glucides, 0,2–0,28 % d’acide citrique et 20–40 mmol/l de sodium ; 10 % de glucides, 0,4–0,5 % d’acide citrique ou 60 mmol/l de sodium diminuent l’acceptation.

Compléments

📌 Une carbonatation d’au moins 2,3 volumes de CO₂ réduit la palatabilité et la consommation volontaire, tandis qu’une carbonatation élevée ralentit la vidange gastrique et augmente le risque de ballonnements et d’inconfort.

🔄 Processus — Une texture visqueuse, sirupeuse ou lourde réduit l’acceptation après l’effort en augmentant la sensation de plénitude et en diminuant le désir de poursuivre la prise ; les formulations de réhydratation rapide doivent donc rester légères et peu visqueuses.

📌 Placer l’eau à portée peut environ doubler la consommation par rapport à une eau éloignée, car l’accessibilité réduit le coût comportemental et fournit un rappel visuel.

💡 Astuce mémo

Frais, savoureux, léger, accessible

📖 11. Réhydratation et ergonomie des contenants

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

📌 Une boisson post-effort efficace est fraîche, agréable, peu visqueuse, éventuellement glucidée pour l’énergie et contenant du sodium pour favoriser la rétention hydrique.

🔄 Processus — Boire en petites prises régulières plutôt qu’en grandes gorgées suivies d’un arrêt peut faciliter la reconstitution complète des pertes hydriques.

• Dans une étude menée chez des adultes après 30 minutes d’exercice, la préférence et la consommation étaient plus élevées avec les bouteilles de 16 oz qu’avec le conditionnement en brique de 250 ml, avec p < 0,05.

📌 Les contenants post-effort doivent être faciles à tenir et posséder une ouverture adaptée au débit recherché, ni trop étroite ni trop large.

Compléments

• Chez les enfants, les jeunes et les personnes peu enclines à boire, la saveur et la température de la boisson exercent une influence particulièrement forte sur la consommation.

📌 La petite taille et la paille d’une brique de 250 ml peuvent gêner l’ingestion rapide, tandis qu’une bouteille en verre de 32 oz peut être difficile à tenir malgré un écoulement facile.

💡 Astuce mémo

Boire mieux : goût, accès, rythme

📖 12. Influences sociales et psychologiques

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

🔄 Processus — L’association répétée d’une saveur avec un effet post-ingestif, comme l’apport énergétique des glucides ou l’effet de la caféine, peut augmenter ultérieurement la préférence pour cette saveur.

• La présence d’autres personnes augmente généralement la quantité consommée, et les repas en groupe ainsi que l’augmentation du nombre de convives sont associés à une prise plus importante.

• Les habitudes culturelles déterminent les boissons acceptables et les attentes relatives à leur température, leur moment de consommation et leur type.

Compléments

• Les consommateurs réguliers de café peuvent développer une préférence pour les boissons contenant de la caféine, tandis que cette préférence peut s’inverser lors du sevrage.

📌 La publicité, le packaging, la disponibilité et la taille de service proposée peuvent modifier la préférence, la fréquence d’achat et la quantité consommée.

📌 La consommation hydrique est influencée par l’alimentation, l’humeur et les symptômes de sevrage, notamment chez les consommateurs habituels de caféine.

• Le contrôle de la prise hydrique combine des signaux homéostatiques liés à l’osmolalité et à la volémie, des signaux oropharyngés et gastro-intestinaux, des facteurs sensoriels, l’ergonomie et des facteurs psychosociaux.

📌 Les signaux de l’oropharynx et la distension gastrique inhibent rapidement la prise hydrique en quelques minutes, tandis que les modifications plasmatiques corrigent l’état hydrique plus lentement, en dizaines de minutes.

📌 Une stratégie de réhydratation efficace associe une boisson palatable et fraîche, peu visqueuse, contenant du sodium, un contenant ergonomique, une disponibilité proche et des prises fréquentes.

🔄 Processus — La formulation et la distribution des boissons doivent intégrer la palatabilité, les préférences, les habitudes, le contexte social et les normes culturelles du public cible.

📌 Les modèles de consommation volontaire doivent associer les variables psychosociales aux variables physiologiques pour prédire la prise hydrique et concevoir des stratégies efficaces.

💡 Astuce mémo

Apprendre, partager, préférer

📊 Tableaux de synthèse

Répartition de l’eau corporelle

Ions dominants des compartiments

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Un apport énergétique suffisant ne garantit pas à lui seul l’absence de fatigue si les autres facteurs limitants persistent.
2. Le seuil de 2 % est un repère d’altération de la performance, mais la relation entre perte hydrique et performance n’est pas toujours linéaire.
3. Une sueur hypotonique ne signifie pas qu’elle est dépourvue d’électrolytes.
4. Le sodium domine dans le compartiment extracellulaire, alors que le potassium domine dans le compartiment intracellulaire.
5. L’envie de boire peut dépasser les besoins physiologiques, comme chez un coureur ayant un turnover de 9606 ml/jour.
6. Le turnover hydrique ne correspond pas uniquement au volume urinaire.
7. La déshydratation volontaire ne signifie pas l’absence de sensation de soif, mais l’arrêt de la prise avant la correction du déficit.