Introduction : le rôle du lactate dans l'entraînement

Pendant des décennies, le lactate a été utilisé pour comprendre l'intensité de l'exercice et les adaptations à l'entraînement. Le lactate a longtemps été considéré à tort comme un « produit de déchet » du métabolisme anaérobie, cependant, des recherches récentes confirment que le lactate est produit même au repos et pendant un exercice de faible intensité. Cette découverte a révolutionné son rôle dans les sciences du sport, en changeant notre perspective pour reconnaître le lactate comme un intermédiaire métabolique clé.

Lorsque l'intensité de l'exercice augmente, la production de lactate dépasse la capacité du corps à l'éliminer par l'oxydation cardiaque et musculaire squelettique, entraînant son accumulation dans le sang. Le point où ce déséquilibre se produit, connu sous le nom de seuil de lactate, est devenu fondamental pour déterminer les zones d'intensité d'entraînement et améliorer les performances athlétiques. Il y a généralement deux seuils mentionnés dans l'entraînement, cependant, dans ce blog, nous nous réfererons au deuxième seuil (LT2) comme le seuil de lactate.

Malgré l'importance du lactate, sa mesure traditionnelle reste invasive et peu pratique dans des contextes en temps réel. Cette limitation a suscité l'intérêt pour des approches alternatives, telles que des méthodes non invasives de mesure du lactate ainsi que de la saturation en oxygène musculaire (SmO2), mesurée à l'aide de la spectroscopie proche infrarouge (NIRS).

Le rôle du lactate dans l'entraînement et la performance

Les niveaux de lactate sanguin ont longtemps été utilisés pour déterminer l'intensité à laquelle un athlète peut s'entraîner durablement. Les seuils de lactate identifient des zones d'entraînement personnalisées, aidant les entraîneurs et les athlètes à cibler l'intensité appropriée pour le développement aérobie tout en évitant la fatigue prématurée.  

Pendant un exercice intense, la production d'énergie repose fortement sur la glycolyse, une voie énergétique rapide qui convertit le glucose en pyruvate. Lorsque les demandes énergétiques sont élevées, le pyruvate est réduit en lactate pour maintenir la production d'ATP, car les voies oxydatives seules ne peuvent pas suivre. Si le lactate s'accumule plus vite qu'il n'est éliminé, des ions hydrogène (H+) sont également libérés, contribuant à la fatigue et à une capacité d'exercice réduite .

 

 

Puissance et seuil de lactate

Le seuil de lactate se produit souvent autour d'une concentration de lactate sanguin de 4 mM/L, ce qui marque la transition entre le métabolisme aérobie et anaérobie. Cependant, cette valeur de puissance (en watts) n'est pas constante d'une personne à l'autre. Des études confirment que la puissance du seuil de lactate varie considérablement en raison de l'efficacité métabolique individuelle et de la capacité d'élimination du lactate. Les athlètes qui éliminent efficacement le lactate présentent de meilleures performances d'endurance et une accumulation de lactate sanguin plus faible à une puissance donnée.

Cette variabilité souligne l'importance des tests de lactate individualisés pour prescrire efficacement les intensités d'entraînement.

 

Mesure du lactate en temps réel : défis et limitations

Malgré sa valeur dans la détermination des zones d'entraînement, le test traditionnel du lactate sanguin présente des limitations majeures :

• Invasif :
  Les prélèvements de sang nécessitent des piqûres au doigt ou à l'oreille, perturbant l'entraînement et causant de l'inconfort.
• Données intermittentes : Les mesures sont prises pendant les pauses de l'exercice, ne fournissant que des instantanés des niveaux de lactate plutôt que des données continues.
• Peu pratique pour un usage quotidien : Les tests de lactate réguliers sont chronophages, coûteux et largement inaccessibles aux athlètes non d'élite.

Au cours des dernières années, des technologies émergentes telles que les dispositifs basés sur la sueur et le liquide interstitiel ont visé à fournir un suivi continu et non invasif des niveaux de lactate. Néanmoins, ces techniques ne semblent pas encore être assez précises ou stables pour être utilisées sur le terrain.
Les capteurs basés sur la sueur, par exemple, sont influencés par les niveaux d'hydratation et les facteurs environnementaux, rendant leurs lectures incohérentes. En conséquence, ces technologies ne sont pas encore fiables ou répandues. Une approche consiste à mesurer le lactate à l'aide de capteurs basés sur la sueur. la relation entre le lactate de la sueur et le lactate sanguin est incohérente, car les concentrations de lactate dans la sueur peuvent varier en fonction de facteurs tels que le taux de sudation, l'intensité de l'exercice et les conditions environnementales. Cette variabilité rend difficile l'obtention de niveaux de lactate sanguin précis ou la fourniture de données exploitables pendant l'exercice.

Une autre approche consiste à utiliser des capteurs de liquide interstitiel, qui détectent le lactate dans le liquide entre les cellules via des micro-aiguilles ou de fins filaments insérés juste sous la peau. Ces dispositifs sont encore minimalement invasifs, nécessitant une pénétration de la peau, ce qui peut dissuader certains utilisateurs. De plus, ils font face à des obstacles réglementaires et des défis d'ingénierie importants pour garantir la précision et l'évolutivité.

 

Saturation en oxygène musculaire (SmO2) : une alternative en temps réel

Bien que le test du lactate reste la référence pour déterminer les seuils métaboliques, la saturation en oxygène musculaire (SmO2) offre une alternative non invasive en temps réel. Les dispositifs utilisant la spectroscopie proche infrarouge (NIRS), tels que les capteurs Train.Red, mesurent l'équilibre entre l'apport et la consommation d'oxygène dans les muscles. En d'autres termes, l'efficacité avec laquelle le muscle utilise l'oxygène.

Comme nous l'avons expliqué dans le blog précédent, les mesures de l'oxygène musculaire et du lactate sont deux systèmes énergétiques différents qui peuvent, d'une certaine manière, s'expliquer indirectement l'un l'autre. Pensez-y comme ceci : lorsque l'un des systèmes énergétiques de votre corps (qui utilise l'oxygène) est submergé et commence à ralentir, un autre système (qui ne dépend pas autant de l'oxygène) prend le relais pour vous permettre de continuer. À mesure que l'intensité de l'exercice augmente, la disponibilité de l'oxygène diminue, entraînant une baisse des niveaux d'oxygène musculaire (%). Avec l'oxygène musculaire, vous pouvez voir ce changement en temps réel, sans avoir besoin de prélever des échantillons de sang. Dans la zone du seuil de lactate, il existe une corrélation claire entre la diminution des niveaux de SmO2 et l'augmentation de la concentration de lactate sanguin

 

Comparaison de SmO2 et du seuil de lactate :

Bien que SmO2 ne puisse pas directement remplacer le test du lactate pour cibler la puissance du seuil de lactate, des études démontrent son potentiel en tant qu'indicateur indirect. Par exemple :

• Lecuona Martínez et al. (2021) ont observé une différence moyenne de 13W ± 18,5 entre la puissance du seuil basée sur SmO2 et celle basée sur le lactate.
• Dans une étude similaire (Farzam, Starkweather et al., 2018), la différence était de 21,4W, avec le dispositif NIRS fournissant des résultats en moins de trois minutes.

Ces résultats suggèrent que les données SmO2, bien qu'elles ne soient pas un substitut parfait au test du lactate, peuvent estimer de manière fiable les zones d'entraînement de façon pratique et non invasive. La corrélation entre les niveaux de SmO2 et le seuil de lactate peut varier en fonction du type d'athlète, car différents athlètes dépendent de systèmes énergétiques et de types de fibres musculaires spécifiques pendant l'exercice.

1. Athlètes d'endurance (ex: coureurs de longue distance, cyclistes)

• Capacité aérobie élevée : Les muscles ayant une densité mitochondriale plus élevée (fibres de type II) ont tendance à avoir des systèmes d'apport et d'utilisation de l'oxygène très efficaces, de sorte que leurs niveaux de SmO2 pourraient diminuer plus progressivement à mesure que l'intensité augmente.
• Transition retardée vers l'énergie anaérobie : Leurs corps sont entraînés pour rester dans la zone aérobie pendant de plus longues périodes, ce qui signifie que la baisse de SmO2 est bien corrélée à leur accumulation plus lente de lactate.
• Corrélation plus forte : Les niveaux de SmO2 chez ces athlètes sont plus étroitement alignés avec les niveaux de lactate, faisant de SmO2 un prédicteur fiable de leurs seuils.

2. Athlètes de puissance/force (ex: sprinteurs, haltérophiles)

• Moins d'accent sur l'aérobie : Les quantités plus élevées de fibres à commutation rapide ont des systèmes d'apport d'oxygène moins développés et dépendent davantage de la production d'énergie anaérobie pour les efforts courts et de haute intensité.
• Chute rapide de SmO2 :
  Les niveaux de SmO2 pourraient chuter plus rapidement avec l'intensité croissante en raison d'une capacité d'utilisation de l'oxygène limitée.
• Corrélation plus faible : La transition rapide vers l'énergie anaérobie peut entraîner des corrélations moins précises entre SmO2 et les niveaux de lactate par rapport aux athlètes d'endurance.

3. Athlètes hybrides (ex: sports collectifs, athlètes Hyrox)

• Utilisation équilibrée des systèmes énergétiques : Ces athlètes dépendent à la fois des systèmes aérobie et anaérobie en fonction des exigences de leur sport.
• Comportement variable de SmO2 : Les niveaux d'oxygène musculaire peuvent montrer des schémas intermédiaires, avec des fluctuations dépendant de l'équilibre de l'utilisation des systèmes énergétiques pendant leur entraînement ou leurs événements spécifiques.
• Corrélation modérée :
  La dépendance mixte aux systèmes énergétiques signifie que l'oxygène musculaire est bien corrélé dans la plupart des scénarios.

Profil d'endurance :

 

 

 

 

Profil de puissance :

Implications pour l'entraînement

Le type d'athlète influence la façon dont les données SmO2 sont interprétées :

• Les athlètes d'endurance pourraient utiliser l'oxygène musculaire comme un substitut direct du seuil de lactate et des zones d'entraînement.
• Les athlètes de puissance pourraient se concentrer davantage sur le suivi de la fatigue ou de la récupération plutôt que sur les seuils précis.
• Les athlètes hybrides pourraient utiliser les tendances de SmO2 pour adapter l'entraînement aux exigences spécifiques de leur sport, aussi bien les zones d'entraînement que le suivi de la fatigue et de la récupération

 

Conclusion

Le test du seuil de lactate a été une pierre angulaire de l'entraînement d'endurance, fournissant des informations inestimables sur les limites de performance individuelles et l'efficacité métabolique. Cependant, la nature invasive et peu pratique de la mesure du lactate sanguin limite son application dans le monde réel.

La saturation en oxygène musculaire mesurée via des dispositifs NIRS tels que le Train.Red émerge comme une alternative prometteuse. En fournissant un retour en temps réel et non invasif sur la dynamique de l'oxygène musculaire, le suivi de SmO2 offre aux athlètes une façon pratique d'optimiser l'intensité de l'entraînement et la récupération. Bien qu'il ne puisse pas encore remplacer le test du lactate sanguin pour des mesures de seuil précises, sa corrélation avec la cinétique du lactate en fait un outil fiable pour identifier les zones d'entraînement.

À mesure que la technologie continue de progresser, le suivi de l'oxygène musculaire pourrait bientôt devenir la méthode préférée pour les athlètes d'endurance cherchant des données de performance en temps réel. Sa facilité d'utilisation, sa précision et son rapport coût-efficacité le positionnent comme un changement de donne dans les sciences du sport, comblant le fossé entre les tests en laboratoire et les solutions d'entraînement pratiques.

 

 

 

Basé sur :

Sendra-Pérez, C., Encarnacion-Martinez, A., Salvador-Palmer, R. et al. Profils des réponses d'oxygénation spécifiques aux muscles et des seuils pendant un test cycliste incrémental gradué. Eur J Appl Physiol (2024). https://doi.org/10.1007/s00421-024-05593-1
P. Farzam, Z. Starkweather, and M. A. Franceschini, "Validation of a novel wearable technology to estimate oxygen saturation level and lactate threshold power in the exercising muscle," in Biophotonics Congress: Biomedical Optics Congress 2018 (Microscopy/Translational/Brain/OTS), OSA Technical Digest (Optica Publishing Group, 2018), paper JTu3A.23.
Perrey, S.; Quaresima, V.; Ferrari, M. Muscle Oximetry in Sports Science: An Updated Systematic Review. Sports Med. 2024, 54, 975–996.
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