Glycogène

Notre principale réserve en énergie

Le glycogène constitue la forme de réserve en sucre de l’organisme. Le stock se situe au niveau des muscles et du foie.

Le glycogène musculaire

Les muscles assurent le stockage d’environ 70 % du glycogène, soit environ 350 à 400 g (plus précisément environ 15 g/kg de muscle).

Le glycogène hépatique (foie)

Le foie stocke 30 % du glycogène (environ 100 g).

Le rôle du glycogène

Le glycogène du foie

Il est exporté dans le sang. Le “relargage” de la réserve de glycogène du foie sert à maintenir un taux de sucre (glycémie) constant dans le sang pour assurer le bon fonctionnement des différents organes, notamment le cerveau qui est gros consommateur de glucose.

Notre stock de sucre placé dans nos muscles ne “monte pas au cerveau” : seul le glycogène du foie (hépatique) est exploitable par le cerveau.

Notre stock de sucre placé dans le foie pénètre difficilement dans nos muscles. En effet la pénétration du glycogène du foie dans nos fibres musculaires est très compliquée : la faute à la membrane cellulaire qui limite fortement le passage.

En clair, le stock de glycogène contenu dans le foie n’apporte que très peu d’énergie aux muscles et cela indépendamment de la quantité stockée.

C’est aussi une des raisons pour laquelle les boissons de l’effort musculaire servent prioritairement à éviter l’hypoglycémie et non à dynamiser la contraction musculaire puisqu’elles sont dans l’incapacité à compenser l’épuisement de réserves intramusculaires de glycogène.

Le glycogène musculaire

Il est exploitable en énergie “mécanique” au cours de l’effort, il permet d’obtenir des molécules de glucose très rapidement exploitables pour fournir de l’énergie aux muscles mobilisés pour le mouvement.

Cela étant la consommation du stock de glycogène musculaire se fait uniquement dans les muscles qui sont actifs pendant l’exercice. Ainsi un triathlète va consommer le glycogène emmagasiné dans ses muscles de épaules et des bras pendant séquence de natation. Lorsqu’il sera en position de marathonien il utilisera alors quasi exclusivement le stock de glycogène des jambes.

Stockage/déstockage

Le stockage

Quand nous consommons un produit sucré le sucre par la digestion arrive dans le sang (glucose). Le stockage de ce sucre se fait grâce à l’insuline.

Pour faire court, schématiquement, quand le niveau de glucose circulant dans le sang est élevé, l’insuline est libérée par le pancréa pour faciliter l’entrée du glucose dans les cellules du muscle ou du foie.

C’est d’ailleurs pour cela qu’un diabétique en diabète insulino dépendant (carence en insuline) voit une élévation de sa concentration du glucose dans le sang faute d’action de stockage. En cas de forte présence de glucose dans le sang l’insuline sera fortement présente (on appelle cela le pic d’insuline).
Elle va alors en quelque sorte commander au foie de stocker le sucre… Très schématiquement la conséquence sera une augmentation du stock de glycogène dans le foie au détriment de la production de glucose pour les muscles… donc pas très cool si on est en plein effort !

Le déstockage

L’extraction du glycogène pour le retransformer en glucose utilisable par le muscle se fait par le Glucagon et l’adrénaline.

La dégradation du glycogène du foie est directement liée à l’état de stress du sportif qui provoque une sécrétion de la fameuse adrénaline (par les glandes surrénales).

Cette adrénaline va en effet conduire à une forte poussée de consommation dans les muscles (glycolyse) accompagnée elle même d’un ordre donné au foie pour libérer du glycogène qui sera transformée en glucose dans le sang par une réaction chimique (augmentation du taux intracellulaire de glucose 6-phosphate)

Quand les stocks sont pleins

Les muscles et le foie ont des limites pour stocker le glycogène !

La nature ayant horreur du vide tout glucose supplémentaire va filer, grâce encore à l’insuline, vers des cellules capables de le récupérer : ce sont les cellules des graisses (adipocytes) qui auront la fâcheuse tendance à fabriquer des triglycérides.

Cette impossibilité de transfert de glycogène d’un groupe musculaire à un autre s’observe très souvent sur un combat de boxe :

Souvent sur la fin des combats on voit les boxeurs baisser leur garde avant de perdre leur jeu de jambes….

Idem pour un marathonien qui titubera alors qu’il conservera une coordination motrice satisfaisante au niveau des membres supérieurs.

Quelle quantité consomme-t-on de glycogène pendant un effort ?

Un athlète réalisant un 10 km en 30′ consomme environ :

• 137 g de glycogène musculaire (sur une réserve de 400g)
• 18 g de glycogène hépatique
• 9 g issu du glucose circulant dans le sang

Au repos, environ 1/4 de la quantité de glucose avalé est transformé en glycogène musculaire… les 3/4 sont oxydés.

À l’exercice, pas de chance la synthèse du glycogène (musculaire) sera fortement ralentie. La faute à un fort travail des enzymes qui se réveillent.

En revanche sur un ultra les données sont différentes, en effet il a été montré que si l’effort reste modéré avec une faible mobilisation de la VO2 max, alors la synthèse en glycogène peut se poursuivre (travaux de Huang).

Voilà pourquoi la peur panique de manquer de glycogène sur un ultra n’est pas fondée au regard de ce maintien de la synthèse en glycogène.

Panne de glycogène musculaire = la fringale

La fringale est due à la panne de glycogène qui arrive tout à coup sans avertissement.

Au moment du « coup de fringale », les réserves ne sont pas totalement nulles….mais la zone rouge est atteinte, un peu comme le voyant de la réserve d’essence de nos voitures qui s’allume quand la jauge atteint la zone limite, le système nerveux autonome choisit de couper l’effort avant que les réserves ne soient totalement vides.

Après un effort : la recharge en glycogène

A l’issue d’un effort long et/ou intense on dispose d’environ 4 à 6h pour restocker une proportion optimale de glycogène musculaire, passée cette fenêtre, le coefficient d’utilisation digestive sera moindre (travaux de Lithell).

Stock de glycogène : besoin en eau !

Il faut se rappeler qu’environ 1 g de stockage en glycogène nécessite l’utilisation de 3 g (2,7) d’eau.

Plus on stocke de glycogène plus on partira aussi avec un stock en eau !

Ainsi un sportif au maximum de son stockage en glycogène (600g reste la barre haute) partira avec une “poche à eau interne’ de 1620 g d’eau…

La “surcharge glucidique” est donc avec un double effet de stockage : Glycogène + eau.

Sur une épreuve de longue distance la réserve d’eau sera intéressante au regard de l’importance de la déshydratation… cela est beaucoup moins vrai pour une épreuve de courte distance !

Sur une épreuve de mois d’une heure il n’est donc pas opportun de se lancer des stockages démesurés en glycogène… Les glucides consommés pendant un effort de moins de 3-4h ne peuvent pas remplacer le glycogène musculaire, tout au plus peuvent-ils en retarder l’épuisement.

Pour la même raison un produit énergétique très concentré en glucide pris en état de déshydratation sera donc totalement inopérant faute de molécule d’eau et va à l’inverse provoquer de sérieux troubles gastriques.

24h suffisent à refaire un stock

Les travaux de Lithell sur le glyconéogenèse le montrent que le stock de glycogène peut très largement se refaire sur un créneau de 24h.

Sources & bibliographie

Huang (1998)

“Cyclin partners determine Pho85 protein kinase substrate specificity in vitro and in vivo: control of glycogen biosynthesis by Pcl8 and Pcl10.”

édition : Mol Cell Biol

Lithell (1984)

“lipoprotéine-lipase and glycogen after prolonged physical acticity

édition J Apple Physiol

Poortmans et Boisseau (2003)

Biochimie des activités physiques

Bigard X, Guezennec C-Y. (2007)

Nutrition du sportif.

Ediiton masson

Willmore J.H, Costill D.L. (1998)

Physiologie du sport et de l’exercice physique.

édition : De Boeck Université, 1998

Peronnet 1990

“Use of 13C substrates for metabolic studies in exercise: methodological considerations”,

édition : J Appl Physiol,