Comment votre corps gère l’énergie : le lien surprenant entre exercice et santé

Table des matières

• Introduction : Repenser l’exercice et la dépense énergétique
• Le modèle d’énergie contrainte : comment votre corps équilibre l’énergie
• Compensation énergétique : le mécanisme d’ajustement de votre corps
• Implications pour la santé : pourquoi l’exercice modéré est efficace
• Régulation du système immunitaire par l’exercice
• Réponse au stress et adaptation hormonale
• Santé reproductive et allocation énergétique
• Recommandations pratiques pour les patients
• Limites de l’étude et recherches futures
• Informations sur les sources

Introduction : Repenser l’exercice et la dépense énergétique

L’exercice physique est depuis longtemps reconnu comme essentiel à la santé, de nombreuses études montrant qu’une activité physique régulière réduit le risque de mortalité toutes causes confondues. Les personnes actives présentent des taux plus faibles de maladies cardiovasculaires, de diabète de type 2, de nombreux cancers, de troubles mentaux et de déclin cognitif. À l’inverse, la sédentarité est fortement associée à une augmentation des maladies métaboliques et à une espérance de vie réduite.

Pendant des décennies, les scientifiques ont supposé qu’une augmentation de l’activité physique se traduisait directement par une dépense énergétique totale (DET) plus élevée — le total de calories brûlées chaque jour. Selon cette conception classique, cette hausse de la combustion calorique était l’un des principaux bénéfices de l’exercice. Cependant, des recherches récentes utilisant des techniques de mesure avancées ont révélé une relation bien plus complexe entre activité et dépense énergétique.

Des études menées auprès de populations diverses à travers le monde montrent une dépense énergétique totale remarquablement similaire, quel que soit le niveau d’activité. Des recherches comparant des communautés agricoles physiquement actives au Nigeria avec des Américains urbains sédentaires n’ont trouvé aucune différence dans la dépense énergétique totale ou la dépense liée à l’activité (la part d’énergie consacrée au mouvement au-delà des fonctions corporelles de base). Des résultats comparables ont été observés chez des communautés de chasseurs-cueilleurs en Tanzanie et des populations agricoles en Bolivie, par rapport à des populations occidentales sédentaires.

Le modèle d’énergie contrainte : comment votre corps équilibre l’énergie

Le modèle de dépense énergétique totale contrainte propose que les humains et autres animaux aient développé des mécanismes pour maintenir la dépense énergétique quotidienne dans une fourchette étroite. Lorsque l’activité physique augmente, votre corps compense en réduisant l’énergie allouée à d’autres activités physiologiques, afin de préserver l’équilibre énergétique global.

Cette compensation ne se produit pas immédiatement. Au début d’un nouveau programme d’exercice, vous brûlez effectivement plus de calories. Mais sur plusieurs semaines ou mois, votre corps s’adapte en réduisant l’énergie consacrée aux fonctions non essentielles. Cette adaptation évolutive s’est probablement développée pour aider nos ancêtres à survivre dans des environnements où la nourriture était souvent rare.

Votre corps hiérarchise les fonctions à réduire selon leur importance évolutive. Les dépenses non essentielles, comme une inflammation excessive ou une réponse au stress disproportionnée, sont réduites en premier, tandis que les fonctions vitales sont préservées jusqu’à ce que les niveaux d’activité deviennent extrêmement élevés. Ce système intelligent de gestion énergétique explique pourquoi la dépense énergétique totale reste étonnamment constante entre différents modes de vie, une fois le corps adapté.

Compensation énergétique : le mécanisme d’ajustement de votre corps

La compensation énergétique, parfois appelée « adaptation métabolique », se produit lorsque votre corps répond à une activité accrue en réduisant d’autres dépenses énergétiques. Par exemple, si vous commencez à brûler 200 calories supplémentaires par jour grâce à l’exercice, votre corps pourrait finir par compenser en réduisant d’autres activités physiologiques d’environ 200 calories, laissant votre dépense énergétique totale inchangée.

Une analyse de 61 études portant sur 928 sujets a révélé que les niveaux de compensation varient selon la durée de l’étude et les facteurs individuels. Pour les interventions de 26 semaines ou plus, la compensation énergétique atteignait en moyenne environ 80 %. Ainsi, si vous ajoutez 500 calories d’exercice quotidien, votre corps pourrait compenser en réduisant d’autres dépenses d’environ 400 calories, ce qui ne donnerait qu’une augmentation nette de 100 calories.

Plusieurs facteurs influencent la compensation. Les personnes en surpoids présentent moins de compensation, possiblement parce que leurs réserves énergétiques atténuent la réponse métabolique. Les jeunes adultes affichent également des schémas de compensation différents des personnes âgées. La quantité d’exercice n’affecte pas le pourcentage de compensation — que vous fassiez de l’exercice modéré ou vigoureux, votre corps compensera proportionnellement.

Le timing de la compensation est crucial. Une compensation significative prend plusieurs mois à se mettre en place. Les études à court terme (moins de 26 semaines) montrent une compensation très variable, de 28 à 72 %, tandis que les études plus longues démontrent une compensation plus constante, autour de 80 %. Ceci explique pourquoi les programmes d’exercice produisent souvent une perte de poids moindre que prévu durant les premiers mois.

Implications pour la santé : pourquoi l’exercice modéré est efficace

Le modèle d’énergie contrainte offre un cadre novateur pour comprendre comment l’exercice améliore la santé. Plutôt que de simplement brûler plus de calories, l’exercice déclenche des réductions bénéfiques des activités physiologiques non essentielles qui, lorsqu’elles sont suractivées, conduisent aux maladies chroniques.

À des niveaux d’activité modérés, votre corps réduit l’allocation énergétique à des processus comme l’inflammation chronique, la réponse excessive au stress et la suractivité du système reproducteur. Ces réductions diminuent votre risque de maladies cardiovasculaires, de troubles métaboliques et d’autres affections chroniques. Ceci explique pourquoi passer d’un mode de vie sédentaire à modérément actif produit des bénéfices santé si spectaculaires.

Cependant, à des niveaux d’activité extrêmes (comme chez les athlètes d’élite s’entraînant intensément), votre corps peut être contraint de réduire l’énergie allouée aux fonctions essentielles. Ceci peut compromettre la fonction immunitaire, la santé reproductive et d’autres processus critiques, ce qui pourrait expliquer pourquoi des niveaux d’activité très élevés peuvent parfois augmenter les risques pour la santé.

La relation entre activité et santé semble suivre une courbe en U. Les personnes sédentaires ont un risque élevé de maladie dû à des systèmes non essentiels suractifs. Les personnes modérément actives bénéficient du risque le plus faible, car ces systèmes sont régulés de manière appropriée. Les personnes extrêmement actives peuvent voir leur risque augmenter lorsque les fonctions essentielles sont compromises.

Régulation du système immunitaire par l’exercice

Votre système immunitaire représente une dépense énergétique significative, en particulier la réponse immunitaire innée (non spécifique). Le modèle d’énergie contrainte prédit que l’activité immunitaire sera sensible aux niveaux d’activité physique et à la disponibilité énergétique.

Les recherches montrent que l’exercice a des effets complexes sur l’inflammation. Pendant l’effort, l’inflammation augmente temporairement, proportionnellement à l’intensité. Cependant, l’exercice chronique crée un état global anti-inflammatoire. Les personnes physiquement en forme présentent des niveaux plus bas de marqueurs pro-inflammatoires, notamment la protéine C-réactive, le fibrinogène et la numération des globules blancs.

Une étude majeure portant sur 3 638 adultes américains en bonne santé a montré que ceux qui déclaraient au moins quatre séances d’exercice par mois avaient des marqueurs d’inflammation significativement plus bas que ceux qui en faisaient trois ou moins. Les mécanismes derrière cet effet anti-inflammatoire deviennent plus clairs. Les muscles sollicités produisent de l’interleukine-6 (IL-6), qui stimule ensuite des composés anti-inflammatoires. L’exercice réduit également les cellules immunitaires pro-inflammatoires et leur sensibilité aux déclencheurs d’inflammation.

À des niveaux extrêmes, cependant, l’exercice peut trop supprimer la fonction immunitaire. Le syndrome de surentraînement chez les athlètes d’élite se caractérise par une réduction des globules blancs, notamment des neutrophiles, monocytes et lymphocytes T. Cette immunité compromise augmente le risque d’infection, créant le « paradoxe de l’athlète d’élite » où l’exercice extrême peut en réalité augmenter la susceptibilité aux maladies.

Réponse au stress et adaptation hormonale

Les systèmes de réponse au stress de votre corps — l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HHS) et le système nerveux sympathique (SNS) — consomment une énergie significative lorsqu’ils sont activés. Ces systèmes augmentent la fréquence cardiaque, la pression artérielle et la mobilisation énergétique en situation de stress.

L’activation chronique de ces systèmes est associée à une mauvaise santé cardiovasculaire, à l’obésité et à des problèmes de santé mentale. Le modèle d’énergie contrainte prédit que l’activité physique régulera ces systèmes pour économiser l’énergie. Les recherches montrent régulièrement que les personnes physiquement en forme ont une réactivité au stress réduite tout en maintenant une fonction basale normale.

Des études démontrent que les individus en forme présentent des augmentations plus faibles de cortisol et de fréquence cardiaque en réponse à des stress psychologiques. L’entraînement physique intense peut atténuer la réponse cortisolique à l’exercice sous-maximal. Certaines recherches suggèrent que des charges d’exercice plus élevées peuvent réduire la réponse cortisolique au réveil, qui correspond au pic naturel de cortisol matinal.

Cette réponse au stress atténuée, associée à l’exercice régulier, contribue significativement aux bénéfices de l’activité physique pour la santé mentale. Une réactivité au stress réduite est liée à de meilleurs résultats cardiovasculaires, une meilleure santé métabolique et un bien-être psychologique.

Santé reproductive et allocation énergétique

La reproduction représente un autre système physiologique énergétiquement coûteux, qui semble sensible aux niveaux d’activité physique via les mécanismes de contrainte énergétique. Les recherches montrent que l’exercice affecte la production et la fonction des hormones reproductives chez les hommes et les femmes.

Chez les hommes, l’exercice intense a été associé à des niveaux réduits de testostérone. Chez les femmes, les effets sont particulièrement bien documentés. L’exercice strenuous peut supprimer la fonction ovarienne, réduire les niveaux de progestérone en phase lutéale et causer des irrégularités menstruelles. Ces effets suivent un modèle dose-réponse, avec des charges d’exercice plus importantes produisant une suppression plus marquée.

Des études sur des agriculteurs ruraux népalais montrent que les augmentations saisonnières de la charge de travail physique correspondent à une fonction ovarienne diminuée. Les femmes dans les populations plus actives et moins développées présentent généralement des niveaux de progestérone plus bas que leurs homologues sédentaires dans les sociétés industrialisées.

Les athlètes féminines connaissent fréquemment des cycles irréguliers et de l’aménorrhée (absence de menstruation) lors d’entraînements intensifs. Cette suppression reproductive illustre clairement comment le corps réduit les dépenses énergétiques non essentielles pendant les périodes de forte demande physique.

Recommandations pratiques pour les patients

Sur la base de ces recherches, les patients devraient comprendre que les bénéfices santé de l’exercice ne viennent pas seulement des calories brûlées pendant l’activité, mais aussi de la façon dont celle-ci reprogramme l’allocation énergétique du corps. Voici des recommandations fondées sur des preuves :

1. La régularité prime sur l’intensité — Une activité physique modérée et régulière procure des bénéfices santé optimaux en régulant de manière appropriée les fonctions physiologiques non essentielles sans compromettre les processus vitaux.
2. Accordez du temps à l’adaptation — Votre organisme a besoin de plusieurs mois pour s’adapter complètement à de nouveaux niveaux d’activité. N’attendez pas de résultats immédiats de perte de poids par l’exercice seul.
3. L’intensité modérée donne les meilleurs résultats — L’exercice extrême peut en réalité augmenter les risques pour la santé chez certaines personnes en compromettant les fonctions essentielles.
4. Combinez avec une approche nutritionnelle — Puisque la compensation énergétique réduit les bénéfices amincissants de l’exercice, associer l’activité physique à une nutrition appropriée donne les meilleurs résultats.
5. Écoutez votre corps — Les signes d’un entraînement excessif incluent infections fréquentes, irrégularités menstruelles, fatigue persistante et mauvaise récupération.

Pour la plupart des personnes, 150 à 300 minutes d’exercice d’intensité modérée par semaine procurent des bénéfices santé optimaux. Ce niveau d’activité semble suffisant pour réguler à la baisse les processus non essentiels nocifs sans pousser l’organisme vers des mécanismes compensateurs qui compromettent les fonctions essentielles.

Limites de l’étude et recherches futures

Bien que le modèle d’énergie contrainte soit étayé par des preuves substantielles, plusieurs limites méritent d’être mentionnées. De nombreuses études d’intervention par l’exercice n’ont pas mesuré directement la dépense énergétique totale, rendant difficile la distinction entre compensation métabolique et modifications comportementales. Les contributions relatives de la réduction de la dépense énergétique versus l’augmentation de l’apport calorique dans la compensation nécessitent des investigations supplémentaires.

La plupart des recherches se sont concentrées sur des individus au poids stable, donc les effets d’une restriction calorique intentionnelle associée à l’exercice restent moins clairs. Les effets interactifs possibles de l’activité physique et de la restriction énergétique alimentaire justifient des études complémentaires. Les mécanismes par lesquels l’organisme décide quelles fonctions réguler en priorité nécessitent également des investigations plus approfondies.

Les recherches futures devraient inclure des mesures plus directes de la dépense énergétique totale dans les interventions par l’exercice. Des études examinant comment différents types d’exercice (endurance versus entraînement en résistance) affectent la compensation énergétique seraient précieuses. Des recherches auprès de populations diverses et de différents groupes d’âge aideraient à clarifier comment des facteurs comme l’âge, le sexe et la composition corporelle influencent les schémas de compensation.

Des études à long terme suivant l’évolution de la compensation sur des années plutôt que des mois fourniraient un aperçu plus profond du processus d’adaptation. Des recherches examinant les mécanismes moléculaires et génétiques derrière la contrainte énergétique pourraient révéler de nouvelles cibles pour les interventions thérapeutiques.

Informations sur la source

Titre original de l’article : Energy Constraint as a Novel Mechanism Linking Exercise and Health

Auteur : Herman Pontzer

Affiliation : Evolutionary Anthropology, Duke University, Durham, North Carolina

Publication : Physiology Journal, Volume 33, Pages 384-393, 2018

Date de publication : 10 octobre 2018

DOI : 10.1152/physiol.00027.2018

Cet article vulgarisé est basé sur une recherche évaluée par les pairs publiée dans une revue scientifique de physiologie. La recherche originale a synthétisé des preuves provenant de multiples études humaines et animales pour développer un nouveau cadre de compréhension de la manière dont l’exercice affecte la santé par des mécanismes de régulation énergétique.