Le lactate, souvent mal compris, est une molécule clé du métabolisme humain. Loin d'être un simple déchet, il joue un rôle crucial dans la production d'énergie, la communication cellulaire et l'adaptation à l'exercice. Cet article explore le rôle du lactate dans la glycolyse, sa production, son utilisation et son importance pour la performance sportive et la santé.
Qu'est-ce que le Lactate ? Différence entre Lactate et Acide Lactique
Il est essentiel de distinguer le lactate de l'acide lactique. L'acide lactique est une molécule organique formée lors de la glycolyse anaérobie, un processus de dégradation du glucose en énergie en l'absence d'oxygène. L'acide lactique est la forme protonée, possédant un proton (H⁺) supplémentaire par rapport au lactate.
Dans le corps humain, l'acide lactique se dissocie presque immédiatement en lactate et en ion hydrogène (H⁺). Le lactate est la forme ionisée de l'acide lactique, ayant perdu un proton (H⁺). Le lactate est ensuite transporté des cellules musculaires vers le sang, où il peut être utilisé comme carburant par d'autres cellules ou converti en glucose dans le foie. Même le cerveau est capable de réutiliser le lactate pour produire des neurotransmetteurs tels que la dopamine, le glutamate, l'acétylcholine, la sérotonine et la noradrénaline.
Production de Lactate : Un Processus Continu
La production de lactate n’est pas réservée aux efforts intenses. Même au repos, notre corps en produit en petite quantité. Lors d’un exercice, la production augmente. Pourquoi ? Parce que plus l’effort devient intense, plus le corps a besoin de produire de l’énergie vite.
Le lactate est produit continuellement par le muscle dès lors que celui-ci utilise du glucose via la glycolyse. Ainsi, la lactatémie va augmenter au cours d’un exercice, même si l’apport en oxygène est satisfaisant, permettant d’amener un substrat énergétique au muscle. L’augmentation de la concentration sanguine en lactate avec l’intensité de l’exercice est due à une accélération de la glycolyse, à l’incapacité de l’organisme à absorber cet excès de lactate et au recrutement progressif des fibres les plus glycolytiques. L’accélération de la glycolyse va toujours aboutir à une production accrue de lactate puisque l’activité de la LDH est beaucoup plus rapide que celle des enzymes de la voie oxydative.
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Le Lactate : Un Carburant et un Signal
Longtemps, on a cru que le lactate était responsable des crampes ou de la brûlure musculaire. En réalité, le lactate est un carburant précieux pour les mitochondries, ces « centrales énergétiques » dans nos cellules. Il peut être utilisé soit pour fabriquer à nouveau du glucose via un processus appelé gluconéogenèse, qui se déroule dans le foie (c’est le fameux cycle de Cori).
Le lactate ne doit pas être considéré comme un « déchet » métabolique puisque, d’un point de vue biochimique, l’oxydation d’une molécule de lactate permet la production de dix-huit molécules d’ATP, soit la moitié de la quantité produite par l’oxydation d’une molécule de glucose. D’ailleurs, il est connu depuis très longtemps qu’un muscle en activité libère du lactate dans le sang et que si la contraction se poursuit le muscle finit par recapter du lactate pour l’utiliser comme substrat énergétique.
Depuis quelques années, un nouveau rôle de molécule de signalisation a été clairement démontré pour le lactate. Le lactate est ainsi actuellement considéré comme une « lactormone ».
La Glycolyse et le Rôle du Lactate
La glycolyse est la dégradation du glucose en pyruvate. Cette dégradation a besoin de NAD (nicotine-adénine-dinucléotide) pour fonctionner. Si cette régénération de NAD à partir du NADH2 est insuffisamment réalisée par les mitochondries, soit parce que l’apport en oxygène est insuffisant, soit parce que le fonctionnement mitochondrial est trop lent par rapport à la demande d’énergie, la dégradation du glycogène et/ou du glucose ne peut se poursuivre que grâce au transfert du H2 du NADH2 sur l’acide pyruvique grâce à la LDH (lactate déshydrogénase). Ainsi, la glycolyse génère du pyruvate qui est transformé en lactate par la lactate déshydrogénase (LDH), ce qui régénère le NAD permettant à la glycolyse de se poursuivre.
La Navette du Lactate
Grâce aux travaux du groupe de G. Brooks, de l’Université de Berkeley, les connaissances concernant les mécanismes d’échange du lactate entre les cellules, les tissus et les organes ont considérablement évolué. Ainsi, ce groupe a pu démontrer que les échanges du lactate impliquaient un mécanisme de transport facilité du type symport lactate/proton appartenant à la famille des transporteurs des monocarboxylates (MCT). Comme ce sont des symports lactate/protons, ces transporteurs jouent un rôle majeur dans la régulation du pH intracellulaire et la coordination du métabolisme.
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Au niveau du muscle squelettique, on trouve deux principales isoformes MCT1 et MCT4 qui présentent des caractéristiques bien distinctes. Il existe de nombreuses situations où la quantité de ces transporteurs peut varier, mais le principal facteur de variation est l’activité musculaire. Ainsi, l’entraînement en endurance augmente l’expression de ces isoformes au niveau des muscles squelettiques, mais surtout l’isoforme MCT1. Ces variations d’expression de MCTs ont des répercussions sur la cinétique du lactate au niveau du corps entier et sur la vitesse d’élimination du lactate au décours d’un exercice exhaustif.
Le lactate peut aussi être capté par le muscle à l’aide de transporteurs spécifiques, les MCTs (monocarboxylate transporteurs), qui sont associés à une protéine chaperonne, le CD147. Ces échanges, entrée et sortie, se font selon le gradient de concentration du lactate. Ces MCTs sont aussi présents au niveau de la mitochondrie, lieu majoritaire de production d’ATP (adénosine triphosphate) grâce au cycle de Krebs et à la chaîne respiratoire et d’espèces réactives de l’oxygène (ERO).
Lactate et Acidose : Démêler le Vrai du Faux
Comme la concentration de lactate musculaire augmente et que de façon concomitante le pH s’abaisse, cette augmentation a longtemps été considérée comme étant la cause de la survenue de l’acidose musculaire. Or, la production de lactate, même si elle est concomitante de l’acidose, n’en est pas la cause puisqu’elle consomme des ions H+. L'ion hydrogène H+ peut être considéré comme un facteur acidifiant l’organisme, même s’il est combiné à diverses molécules (bicarbonates, citrates…) pour être neutralisé et transformé en eau (H2O) ou en gaz carbonique (CO2) que nous rejetons par la respiration. Si la prise en charge de l’ion H+ est insuffisante, on observe effectivement une baisse de la capacité contractile du muscle et de son activité énergétique. C’est le cas lors d’efforts très intenses de 20 secondes à plusieurs minutes. Une accumulation de lactate dans le sang supérieure à 7 mmol/L conduit à une acidose lactique.
Lactate et Performance Sportive
L’augmentation de la concentration de lactate dans le sang, généralement observée vers une intensité de l’ordre de 50 % de la puissance maximale au cours d’un exercice à charge progressivement croissante, a souvent été interprétée à tort comme étant le témoin de la mise en jeu des mécanismes énergétiques anaérobies et a conduit à la notion très répandue de « seuil an-aérobie ». Une deuxième notion très répandue et tout aussi erronée est que les sportifs produisent moins de lactate au cours de l’exercice que des sujets sédentaires.
Pour aller plus loin dans la personnalisation de l'entraînement, rien ne remplace une mesure scientifique et individualisée. Concrètement, le LT1 marque la transition entre une zone d’effort aérobie stable (Z2) et une zone où la fatigue va progressivement s’installer (Z3). Le test se réalise par prise de lactate capillaire (goutte de sang au doigt ou à l’oreille) lors d’un effort par paliers progressifs (course à pied ou vélo).
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Jérome Sordello constate d’ailleurs que, “si les sprinteur·ses sont généralement très musclé·es, c'est pour leur permettre de diffuser le lactate dans leur organisme et ainsi, ne pas de le centraliser dans les jambes”.Par exemple, il rappelle qu'“aujourd’hui, nous savons que les meilleurs marathonien·nes sont aussi parmi les meilleur·es sur 1000 mètres”. Sans vouloir vous embrouiller, cela ne veut pas dire qu’ils et elles sont aussi les meilleur·es parmi les meilleur·es marathonien·nes sur 1000 mètres. Mais si nous prenons 2 marathonien·nes et que nous les faisons courir un 1000 mètres, le ou la meilleur·e sur cette épreuve le sera aussi sur un marathon. Pour les marathonien·nes qui veulent performer, il est donc intéressant de travailler aussi avec leur filière anaérobie.
De toute façon, selon Jérôme Sordello, pour qu’il soit efficace, “un entraînement doit faire preuve de variété, autant en matière de métabolisme énergétique, que de charges, intensités, temps de récupération, mais aussi de typologie de mouvements, surfaces, conditions…” et ce, au fil d’un entraînement “comme au fil des années”. Concernant la perte de poids, si c'est votre objectif, “un footing très lent avec utilisation du métabolisme aérobie (utilisation des lipides et des graisses) va être aussi intéressant qu’un travail de vitesse par exemple, avec 4 sprints de 30 secondes entrecoupés de 4 minutes de récupération”. Pourquoi ? Simplement parce que dans le cas du travail en vitesse et intensité, la dépense énergétique se poursuit après l’effort : “le fait de solliciter notre corps de manière beaucoup plus intense, booste notre métabolisme de base (celui que l’on utilise au repos) de 15% à 20%, et ce, même après l’entrainement” conclut-il.
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