Il est bien documenté (Sahlin 1978) que lors d’un exercice court et intense ou à l’issue d’un test de VO₂max, la production d’acide lactique dans les muscles actifs et sa diffusion rapide dans les liquides extracellulaires entraînent une élévation des concentrations d’ions hydrogènes. De nombreuses observations (Hermansen & Osnes, 1972 ; Sahlin 1978) ont conduit à l’hypothèse qu’au cours d’un exercice maximal ou supramaximal, l’acidose métabolique pourrait être un facteur responsable de l’apparition de la fatigue musculaire. À partir de ces observations, plusieurs travaux scientifiques (Kowalchuk et coll., 1984 ; Jones et coll., 1977) ont cherché à déterminer dans quelle mesure un apport en substances tampons (type bicarbonates) ingéré avant un effort pouvait améliorer la performance, en retardant la baisse du pH intramusculaire, et en permettant une plus grande production d’ions lactates. Les résultats de ces études fournissent des observations contradictoires. En effet, une amélioration de la performance associée à une plus grande élévation de la lactatémie après ingestion a été rapportée par Jones et coll. (1977) au cours d’un exercice maximal à charge graduellement augmentée, ou au cours d’un temps limite isométrique mené jusqu’à épuisement lors d’un exercice d’extension du genou (Hausswirth et coll., 1995). À l’inverse, d’autres travaux (Kinderman et coll., 1977) n’ont observé aucun effet significatif au cours d’exercices supra-maximaux compris entre 30 et 60 secondes.

D’un point de vue physiologique, le déséquilibre acido-basique sanguin perturbe à la fois le système endocrinien, la disponibilité en substrats sanguins et musculaires (Sutton et coll., 1981), les systèmes cardiocirculatoire et ventilatoire (Jones et coll., 1977) ainsi que la perception de l’effort (Swank & Robertson, 1989). Si l’importance de l’ingestion de bicarbonate de sodium (NaHCO₃) a été largement utilisée à fortes doses (0,3 à 0,5 g.kg–¹ poids corporel) pour mettre en évidence une amélioration des performances en course à pied (Wilkes et coll., 1983), celles-ci sont souvent associées à des troubles gastro-intestinaux (voir revue : Linderman & Gosselink, 1994). Une autre substance a reçu l’attention des chercheurs ces dernières années, il s’agit du citrate de sodium trisodique (Na₃C₆H₅O₇) : son effet ergogénique a été montré dans quelques études (McNaughton 1990 ; Hausswirth et coll., 1995) sans pour autant être associé ou comparé à des hydrates de carbone ingérés avant un exercice mené jusqu’à épuisement.

Les buts de notre étude étaient :

L’hypothèse de notre travail était de montrer qu’une ingestion préexercice d’une boisson énergétique alcalinisante devait autoriser des performances plus élevées ( VO₂max, T_lim) dans un test spécifique d’évaluation physiologique mis au point chez les triathlètes entraînés.

TABLEAU 1
Caractéristiques descriptives des sujets associées aux valeurs obtenues lors du test triangulaire

1. Citrate de Sodium Tri-sodique (C), contenant 0,3 g de Na₃C₆H₅O₇ par kg de poids corporel dilués dans 1 litre d’eau, 2. Placebo (P), contenant du chlorure de sodium dosé à 0,045 g.kg–¹ de poids corporel, 3. Hydrates de carbone — vitamines — minéraux (CHO), contenant

5,5 % de CHO (fructose, maltodextrine) soit 55 g. L–¹, et des vitamines (A, C, B1, B6), du β carotène, des bioflavonoïdes d’agrumes, et des minéraux (magnésium et calcium), 4. Citrate de sodium tri-sodique + Hydrates de carbone — vitamines

— minéraux (C-CHO), contenant la solution 1 (C) + la solution 3 (CHO).

Tous les sujets ont passé les 4 situations, ingérant par là-même les 4 boissons au hasard 1h30 avant la réalisation du test E-TR. Le régime alimentaire était contrôlé et identique 48h avant la passation d’un test. De plus, 72h de récupération étaient données aux sujets entre chaque test E-TR.

La vitesse au seuil ventilatoire a été obtenue à partir d’une extrapolation des différentes valeurs encadrant cette zone de travail. Plusieurs paramètres ont été associés à cette intensité, à savoir la fréquence cardiaque et la consommation d’oxygène, mais également le débit ventilatoire.

Les valeurs représentent la moyenne ± l’écart type à la moyenne. Une analyse de variance à deux facteurs (Situation × Performance) a été réalisée. Lorsque la différence était significative, la comparaison entre les différents indices obtenus (pH, [HCO3–], [La^-], VO₂, _VE, FC) a été réalisée à partir d’un test paramétrique pour des échantillons appariés (t de Student). Le seuil significatif a été fixé à p<0.05.

Les valeurs d’effort perçu lors du test triangulaire (cf. Figure 1) en cyclisme montrent des valeurs significativement plus faibles en condition C-CHO comparées aux valeurs relevées dans les conditions CHO et P à partir du palier 150 W et jusqu’à la fin du palier 375 W (p<0,01 de 150 à 250 W, et p<0,05 de 275 à 375 W). Les valeurs sont significativement plus faibles en condition C-CHO vs. C uniquement du palier 150 watts au palier 250 watts (p<0,01), les valeurs n’étant plus significativement différentes ensuite, et ce jusqu’à la fin du test. Les valeurs relevées en situation C sont significativement plus faibles (p<0,05) que celles des conditions CHO et P du palier 275 W jusqu’à la fin du palier 375 W.

Les valeurs de changements de concentrations en bicarbonates sanguins et de pH sanguins ne sont pas significativement différentes avant l’ingestion (cf. Figure 2A et 2B). À l’instant T2 (i.e. 1h30 après ingestion), pour [HCO3–] et le pH les valeurs en conditions C-CHO et C sont significativement plus élevées comparées aux situations CHO et P (p<0,01). Les mêmes différences sont enregistrées entre les instants T3, T4 et T5 (p<0,01), à la fois pour [HCO3–] et le pH.

Les valeurs de lactatémies sont significativement plus élevées aux instants T3, T4 et T5 pour les conditions C-CHO et C en comparaison avec les valeurs relevées dans les conditions CHO et P correspondantes (cf. Figure 3). Aucune différence significative n’a été enregistrée pour les valeurs de lactatémies avant ingestion (T1) et 1h30 après ingestion (T2).

L’effet ergogénique d’une ingestion de bicarbonate de sodium et de citrate de sodium a été largement décrit dans la littérature pour des exercices relativement courts et intenses. Les résultats montrent un effet bénéfique sur des périodes de temps comprises entre 1 à 6 min en exercice global (Bouissou et coll., 1988 ; McNaughton 1990) et entre 2 et 5 min en exercice local isométrique (Hausswirth et coll., 1995 ; Maughan et coll., 1986). En revanche, aucune étude n’a étudié l’effet d’une alcalose induite sur un temps limite (T_lim) réalisé après un test triangulaire mené jusqu’à épuisement. La présente étude détermine un effet positif de l’ingestion de citrate de sodium tri-sodique (C) sur la Pmax en cyclisme, en comparaison avec un placebo (P ; +5 %) et une solution classique d’hydrates de carbone (CHO ; +4 %). Cette différence en terme de performance n’est pas attribuée à des modifications de VO₂max ni de V_E, ces valeurs restant identiques entre les situations. La principale modification est obtenue pour le % de VO₂max à S_V2, où le pourcentage en C est supérieur à celui calculé en CHO ou en P. De ce fait, au niveau du seuil ventilatoire, une meilleure extraction périphérique de l’oxygène est rendue possible par l’alcalose, reculant ainsi les effets délétères de l’acidose métabolique de l’exercice. En effet, nous avons montré que les valeurs de bicarbonates et de pH sanguins sont augmentées par l’ingestion de citrate de sodium, et que ces valeurs plus élevées sont retrouvées à la fin du test de cyclisme. À des intensités plus faibles (i.e. en dessous ou au niveau de S_V2), l’alcalose participe à un meilleur coût énergétique de l’exercice sous-maximal. Ces résultats sont à rapprocher de ceux obtenus par McNaughton et coll. (1999), montrant une amélioration des performances (i.e. % de VO₂max plus élevés) lors de 60 min de cyclisme : ce meilleur rendement énergétique a été attribué à l’alcalinisation préalable, comme comme en témoignaient les valeurs de bicarbonates plasmatiques plus élevées tout au long des 60 min. Par ailleurs, tout comme l’étude de Brisswalter et coll. (1999), une solution de CHO n’a pas d’effet ergogénique sur le coût énergétique de la course à pied chez des triathlètes entraînés. Dans notre étude, l’effort perçu est plus faible en situation C comparé à P et CHO, mais uniquement à partir des paliers 275 W et jusqu’à la fin du test de cyclisme. Une étude récente de Utter et coll. (2002) montrait que les marathoniens étaient capables de courir plus vite avec une ingestion de CHO vs. Placebo, sans toutefois modifier l’effort perçu. Dans notre étude, T_lim est plus élevé de 9 % entre CHO et P, sans modification toutefois de l’effort perçu en fin de course à pied, et pour des valeurs de lactatémies similaires. La situation C augmente le T_lim comparé à P (+15 %) et CHO (+7 %). Ce résultat est relié à des lactatémies plus élevées ainsi que des bicarbonates et pH sanguins augmentés. Ce résultat est souvent retrouvé dans la littérature pour des exercices de course à pied isolés : les temps de course sont améliorés par l’alcalinisation exogène sur des exercices de 400 m (Goldfinch et coll., 1988) et de 800 m (Wilkes et coll., 1983). Notre étude montre de plus que C induit des T_lim supérieurs à une situation CHO. L’effet ergogénique de l’alcalose est connu pour augmenter les efflux de protons et d’ions lactates en provenance du muscle, améliorant ainsi le pouvoir de tamponner ces protons dans le milieu extracellulaire (McNaughton 1990). De ce fait, dans notre étude, l’ingestion de citrate de sodium provoque une augmentation de bicarbonates et permet ainsi une meilleure extrusion des ions lactates vers le milieu circulant tout en tamponnant l’excès de protons et facilitant un meilleur T_lim en course à pied. Lors d’exercices d’intensités comprises entre 70-85 % de VO₂max, le glycogène musculaire est le substrat le plus important à l’exercice (Coyle et coll., 1983). Quelques études ont mis en évidence qu’une supplémentation d’une solution de CHO pendant l’exercice était associée à une augmentation des performances ; cela a été relié à un maintien de la concentration de glucose sanguin ainsi qu’à une épargne en glycogène musculaire (Coyle et coll., 1986). Par ailleurs, quelques auteurs ont pu montrer, à l’inverse, des effets négatifs de l’absorption d’une solution CHO 45 min avant le début d’un exercice (Koivisto et coll., 1981). Ils ont observé une association entre l’élévation de la concentration de glucose sanguin et la baisse des T_lim lors d’un exercice de cyclisme. Concernant notre étude, nous observons une augmentation des T_lim en course à pied dans la condition CHO vs. P (+9 %). Ceci est attribué à la présence de polymères de glucose dans la solution CHO, polymères ne produisant que des réponses insuliniques plus réduites en comparaison avec du glucose seul (Flynn et coll., 1987).

La solution de C-CHO de notre étude entraîne une augmentation de la Pmax comparée à C (+3 %), à CHO (+6 %) et à P (+8 %) ; ceci n’est pas expliqué par une modification de la VO₂max, de FCmax ou de Emax, ces valeurs restant identiques dans les 4 situations en fin de test d’ergocycle. Les valeurs de lactatémies, de bicarbonates et de pH sanguins sont plus élevées en fin de test comparées aux conditions P et CHO, expliquant largement les possibles améliorations de la Pmax, comme en témoignent également les valeurs significativement plus faibles d’effort perçu durant toute la durée du test triangulaire en condition C-CHO. Pour expliquer les différences de Pmax entre C et C-CHO, seules les valeurs d’effort perçu peuvent rendre compte partiellement des différences, essentiellement aux intensités faibles (150 à 250 W) ; la fatigue subjective ressentie par les triathlètes est plus faible en condition C-CHO, pour des intensités en dessous de S_V2. N’ayant pas mesurés de paramètres sanguins supplémentaires ou électromyographiques (EMG) pendant l’exercice incrémenté, seule la plus faible fatigue perçue par les sujets aux intensités sous-maximales peuvent expliquer partiellement les modifications de Pmax en fin de test.

De nombreuses études ont mis en évidence des augmentations du temps limite de course à pied après ingestion de bicarbonate de sodium (voir : Hooker et coll., 1987), mais ces études souvent associées à des problèmes d’ordre méthodologique ; en effet, l’allure de course est souvent fixée à priori et les athlètes ne peuvent pas tirer profit de l’augmentation de la capacité tampon fournie. De ce fait, nous avons proposé un exercice de T_lim précédé d’un exercice épuisant de VO₂max au préalable afin que les sujets tirent partie complètement de l’augmentation du pouvoir tampon. Heigenhauser & Jones (1991) nous indiquent que la façon dont le citrate de sodium va agir est dépendante de la capacité de travail produite. Son action sera d’autant plus efficace que l’intensité sera élevée. Les Tlim observés dans notre étude sont supérieurs en condition C-CHO et C, comparés aux conditions CHO et P. Ceci confirme le fait que l’exercice était suffisamment épuisant pour que la capacité du pouvoir tampon lié à l’ingestion de citrate de sodium soit active. En effet, les valeurs de pH, de bicarbonates et de lactates sanguins sont plus élevés en fin de T_lim pour ces deux situations alcalinisantes. Ces résultats sont souvent expliqués par le fait que des taux élevés de la glycolyse diminuent le pH intramusculaire, lui-même faisant chuter l’efficacité de contraction des protéines contractiles (Bryant-Chase & Kushmeric, 1988). Ces auteurs ont montré que la relation est réversible, c’est-à-dire que la remise à un niveau physiologique de base ou au dessus du pH intramusculaire avait pour conséquence une production de force plus importante. Les meilleurs Tlim obtenus en C-CHO et C dans notre étude sont à relier également aux valeurs de FC plus importantes, aux % de VO₂max et aux % de V_Emax en fin d’exercice. Ceci indique largement la faculté des sujets à pouvoir mobiliser quasi 100 % de VO₂max dans la condition C-CHO, associée de ce fait à une plus grande fréquence cardiaque (i.e. débit cardiaque) en fin de test. Les différences de T_lim obtenues entre C-CHO et C peuvent être expliquées par le fait que l’enchaînement E-TR dure environ 45-50 min avec l’échauffement. Par conséquent, seule la solution avec polymères de glucose, vitamines et minéraux était susceptible de pouvoir jouer un rôle encore plus bénéfique sur le T_lim, performance associée à un plus faible % de VO₂max en condition C vs. C-CHO. Si toutefois nous avons obtenus quatre T_lim significativement différents entre eux, aucune différence significative n’a été relevée dans l’effort perçu en fin de test d’enchaînement E-TR.

En conclusion, cette étude a montré d’une part l’importance d’une ingestion de solution alcalinisante dans l’accomplissement d’une performance en cyclisme (Pmax) et en course à pied T_lim), et d’autre part la réalisation d’une meilleure performance par ajout de CHO à cette alcalose induite. Les bénéfices ergogéniques sont à rapprocher des valeurs élevées de pH et de bicarbonates sanguins. Les niveaux de pH plus importants doivent autoriser un maintien des propriétés contractiles musculaires en facilitant les efflux d’ions lactates et de H⁺ depuis les muscles actifs. Toutefois, les différences obtenues entre C-CHO et C sont davantage à relier avec les différences d’effort perçu ; une analyse EMG des muscles concernés aurait permis d’avancer des hypothèses liés au type de recrutement musculaire et à son évolution dans cette caractéristique d’exercice épuisant.