SSE #119: Effets de la composition du régime alimentaire sur le rendement cognitif et les habiletés motrices chez les sportifs

Lindsay Baker

POINTS IMPORTANTS

  • Le rendement cognitif et les habiletés motrices sont des éléments déterminants du succès dans de nombreux sports.
  • La caféine et les glucides sont les constituants alimentaires pour lesquels nous disposons du plus grand nombre de preuves scientifiques montrant qu'ils améliorent la finesse des facultés cognitives et les habiletés motrices chez les athlètes.
  • De nombreux autres constituants alimentaires qui favoriseraient aussi la finesse des facultés cognitives chez les athlètes n'ont pas été suffisamment étayés par la science ni n’ont fait l’objet de tests cognitifs ou de psychomotricité adaptés au domaine des sports.
  • Plus de recherches scientifiques doivent porter sur les athlètes et il est impératif d’élaborer des séries de tests cognitifs et de psychomotricité valides, fiables et sensibles afin d'être en mesure d'effectuer d'autres études sur l’efficacité.

INTRODUCTION

L’alimentation joue un rôle important dans la santé et le bien-être de tous les jours, y compris dans l’optimisation des fonctions cérébrales et cognitives. Dans le cas de nombreux sports, la performance dépend, du moins en partie, du contrôle moteur, de la coordination, de la prise de décision, de la synchronisation et d’autres tâches cognitives. Un certain intérêt a récemment été porté à certains nutriments et composés isolés (nommés ci-après les constituants alimentaires) ayant des effets marqués sur le système nerveux central et qui sont censés améliorer le rendement cognitif chez l’humain. Le présent article Sports Science Exchange a pour but d'analyser et de résumer la documentation scientifique disponible portant sur les effets de divers constituants alimentaires sur le rendement cognitif et les habiletés motrices des athlètes, p. ex., les sports avec arrêts et départs ou les sports d’équipe. Les nutriments et les constituants alimentaires dont il sera question comprennent les acides aminés à chaîne ramifiée (AACR), la caféine, les glucides, les flavonols de cacao, le ginkgo biloba, le guarana, la L-théanine, le ginseng et la tyrosine. Si cette liste n'est pas exhaustive, elle énumère tout de même les nutriments et les constituants alimentaires les plus étudiés.

Aux fins du présent article, nous examinerons d'abord les mesures de la cognition et des habiletés motrices qui pourraient éventuellement s’appliquer à la pratique des sports, notamment la précision, la vivacité d’esprit, l’attention, la prise de décisions, la mémoire, l’acuité visuelle, l’équilibre, la souplesse et le temps de réaction et les habiletés sportives. De plus, notre analyse se limite aux effets les plus marqués sur la performance à partir d’une seule dose (ou de plusieurs doses dans un laps de temps relativement court) d'un constituant alimentaire, plutôt qu'elle ne porte sur les effets chroniques d’un apport sur plusieurs jours ou plusieurs semaines.

L'un des défis majeurs lorsqu'il s'agit d'interpréter les résultats des recherches est de tenir compte des différents protocoles de recherche. La plupart des études utilisent des tests qui ne sont pas normalisés, ce qui rend difficile la comparaison des résultats.


BILAN DE LA RECHERCHE

Acides aminés à chaîne ramifiée

Les acides aminés à chaîne ramifiée (AACR) comme la leucine, l’isoleucine et la valine entravent la synthèse de la sérotonine dans le cerveau et ont donc été perçus comme des moyens nutritionnels permettant de contrer la fatigue centrale pendant l’exercice. On sait que les variations du taux de sérotonine dans le cerveau ont une incidence sur l’humeur, l'éveil et la somnolence. Il a été montré que l'administration d’inhibiteurs du recaptage de la sérotonine, comme la paroxétine ou la fluoxétine, diminue le temps de fatigue et augmente l’intensité de l’effort perçu par les coureurs et les cyclistes (Davis et coll., 2000). La synthèse de la sérotonine dans le cerveau augmente quand la concentration de tryptophane libre dans le sang s’élève par rapport à la quantité d’acides aminés à chaîne ramifiée. Il a donc été postulé que l’absorption d’AACR diminue la concentration de sérotonine cérébrale et combat la fatigue centrale. Seulement quelques études ont analysé les effets de l’absorption d’AACR sur le rendement cognitif pendant l’exercice. Après une épreuve de 30 km de course, la performance des tâches complexes, mais non des tâches simples, a été améliorée après l’ingestion d’une solution de glucides contenant des AACR (apport total de 5,3 g) comparativement à une solution de glucides sans AACR (Hassmen et coll., 1994). Dans un essai croisé mené auprès de cyclistes préparés à l’endurance, Blomstrand et coll. (1997) rapportent que, comparée à un placebo constitué d'eau aromatisée, une solution contenant 90 mg/kg d’AACR a amélioré le rendement cognitif et diminué la fatigue mentale ainsi que l’effort perçu après une séance prolongée de bicyclette. Dans une étude récente, toutefois, Cheuvront et coll. (2004) ont évalué les effets sur la performance et l'humeur d'une solution de 60 g/l de glucose contenant 10 g/l d’AACR dans le cadre d'une série de tests cognitifs simples et complexes effectués à l'ordinateur par des hommes après une course à bicyclette de 90 minutes en pleine chaleur. L’écart entre les résultats obtenus pourrait s’expliquer par des facteurs méthodologiques. Par exemple, l’étude de Cheuvront et coll. (2004) était la seule dans laquelle la boisson avec acides aminés et le placebo comptaient le même nombre de calories (le placebo contenait 60 g/l de glucose et 10 g de maltodextrine). Même si le mécanisme d'action reste plausible et malgré l'intéressant raisonnement soutenant l'hypothèse selon laquelle les AACR pourraient améliorer la cognition chez l'athlète, les preuves empiriques ne sont pas concluantes et aucune donnée ne porte sur les sports avec arrêts et départs. De plus, les résultats de nombreuses études effectuées chez les athlètes d’endurance indiquent que les AACR n’empêchent pas la fatigue centrale (Davis et coll., 2000).

Caféine

La caféine (1, 3, 7-triméthylxanthine) est naturellement présente dans le café, le thé et le chocolat, et il est parfois ajouté aux boissons gazeuses et aux produits de nutrition sportive. De nombreuses études ont analysé les effets de la caféine sur les habiletés motrices lors d’activités simulant les sports d’équipe. Foskett et coll. (2009) ont analysé les effets de 6 mg/kg de caféine ingérés une heure avant la simulation d'une partie de soccer. Les joueurs ayant pris de la caféine faisaient des passes plus précises et des sauts avec élan plus haut que les joueurs qui avaient pris le placebo. Duncan et coll. (2012) ont évalué les effets de la caféine (5 mg/kg) sur les habiletés des joueurs de hockey sur gazon élite après une séance d’exercices visant à fatiguer tout le corps. Les auteurs ont constaté que, par rapport aux joueurs ayant reçu le placebo, les joueurs ayant pris de la caféine avaient nettement amélioré le temps de dribble et leurs scores de maniement du ballon après exercice. De plus, comparativement au placebo, la caféine a entraîné des taux plus faibles de l’effort perçu et un taux plus élevé du consentement à l'effort au niveau physique et mental (Duncan et coll., 2012). De même, Stuart et coll. (2005) ont conclu que, par rapport au placebo, 6 mg/kg de caféine a amélioré la précision des passes de 10 % pour des joueurs de rugby de haut niveau au cours d’un match simulé (Figure 1). Dans une autre étude, Duvnjak-Zaknich et coll. (2011) ont administré à des joueurs d'équipes amateurs et semi-professionnelles une dose de caféine de (6 mg/kg) ou un placebo une heure avant un match simulé. Les résultats qualitatifs portent à croire que, comparée au placebo, la caféine semble augmenter la précision dans la prise de décisions et le temps de réaction.

 

Figure 1. Précision des passes chez les joueurs de rugby après ingestion de caféine (.) et d'un placebo (o). Comparativement au placebo, 6 mg/kg de caféine 70 minutes avant un match de rugby simulé a entraîné une amélioration de 10 % dans la précision des passes. Cet effet a été noté au début du test, mais est devenu plus évident encore dans la seconde moitié du match (quand les sujets étaient fatigués). Les valeurs sont une moyenne; la bande représente l’écart-type entre les joueurs. (Tiré de Stuart et coll., 2005).

Quelques études sur le sport ou l'exercice n’ont observé aucun effet positif de la caféine sur la précision de frappe des joueurs de tennis (Ferrauti et coll.,1997), sur la souplesse de réaction des athlètes de sports d’équipe masculins (Pontifex et coll., 2010) ou l'agilité d'hommes d'âge universitaire lors d'une course navette (Lorino et coll., 2006). L’écart entre les résultats de ces études et ceux des autres recherches qui ont trouvé un avantage à la caféine sur l’agilité et l’habilité athlétiques reste inexpliqué car les doses utilisées étaient semblables dans toutes les études. Cet écart pourrait toutefois être en partie dû à des différences méthodologiques. Dans toutes les études qui ont observé que la caféine permettait d'améliorer la performance des habiletés motrices en sports, les tests étaient administrés de façon intermittente pendant ou après un exercice afin d’induire la fatigue ou de simuler un match, tandis que d'autres études (Lorino et coll., 2006) ont procédé autrement. Cette observation vient renforcer de façon positive l’hypothèse selon laquelle il est probable que caféine puisse améliorer les habiletés motrices des athlètes quand ils sont fatigués physiquement ou mentalement, p. ex., vers la fin d’une séance d’entraînement ou d’un match. Cette conclusion illustre également l’importance d’utiliser des tests adaptés aux activités sportives dans des situations ou des conditions réalistes afin de préciser les effets de la caféine sur la performance sportive.

Il y a lieu de noter que certaines études ont signalé des effets négatifs de la caféine sur la motrice fine (stabilité de la main), l’anxiété et la contraction musculaire. Ces effets négatifs surviennent le plus souvent chez ceux qui ne prennent pas habituellement de la caféine ou quand la dose était ≥ qu’environ 300 mg (Smith, 2002). Toutefois, il importe de garder à l’esprit que ce taux de caféine améliore également les habiletés motrices, y compris dans les études sur les athlètes dont il a déjà été question ci-dessus.

Les effets de la caféine sur le rendement cognitif et les habiletés motrices sont probablement induits par son inhibition des sites récepteurs de l’adénosine. L’adénosine est un neurotransmetteur inhibiteur doté de propriétés s’apparentant à un sédatif, bloquant ainsi l’action de l’adénosine, laquelle exerce des effets sur le système nerveux central qui peuvent avoir une incidence positive sur la perception de la douleur, la fatigue, la perception de l’effort, la cognition, la vivacité d’esprit et l’humeur pendant un exercice (Davis et Green, 2009). On ne sait pas quelle serait la dose optimale de caféine. Dans des études portant sur les sports, seules des doses modérées (5 à 6 mg/kg) ont été utilisées, mais des doses plus faibles (environ 100 à 250 mg) se sont également révélées efficaces dans les études d’endurance (Pasman et coll., 1995) de même que dans des études civiles et militaires (Lieberman, 2003). Enfin, contrairement à la croyance populaire, un apport en caféine (< d'environ 450 mg) n’a pas d’incidence négative sur l’équilibre hydro-électrolytique ou la thermorégulation s'il survient avant l’exercice ou l’exposition à un stress thermique dû à l’environnement (Armstrong et coll., 2007). Sur la base des données dont nous disposons, il est probable que 5 à 6 mg/kg (2,3 à 2,7 mg/lb) de caféine avant ou pendant une séance d’entraînement ou lors d'une compétition sportive peut améliorer le rendement cognitif et les habiletés motrices chez les sportifs. Il est possible que des doses plus faibles aient un effet, mais il faudrait faire d’autres études en se servant de protocoles normalisés et validés afin de préciser la dose optimale et le moment idéal pour prendre de la caféine.

Glucides

Il est reconnu que l'apport en glucides peut améliorer l’endurance (Jeukendrup, 2004). La documentation scientifique indique les glucides peuvent également améliorer la performance dans les tests qui simulent les exigences d’habileté et de rendement cognitif de divers sports d’équipe ou d’adresse. Par exemple, l'apport en glucides (boisson à 5 à 8 %) pendant toute la durée d’un exercice améliore la performance des athlètes lors des tests d’habileté sportive portant notamment sur la précision des passes et des dribbles chez les joueurs de soccer semi-professionnels et professionnels (Ali et Williams, 2009; Ostojic et Mazic, 2002), le dribble, l’agilité et le tir chez les joueurs de soccer universitaires (Currell et coll., 2009), la qualité du coup droit chez les joueurs de tennis (Vergauwen et coll., 1998) et le tir de précision chez les jeunes joueurs de basketball (Dougherty et coll., 2006). De plus, une solution de glucides et d’électrolytes à 6 % améliore de manière significative les performances lors d’un test de psychomotricité pour tout le corps et diminue l’intensité de fatigue dans un protocole d’exercices intermittents simulant ceux des sports d'équipe (Welsh et coll., 2002; Winnick et coll., 2005, Figure 2). Collardeau et coll. (2001) ont observé que le temps de réaction pendant un test de rendement cognitif complexe effectué à la fin d’une course de 100 minutes s’améliorait avec une solution de glucides et d’électrolytes à 5,5 % par rapport au placebo.

Toutefois, toutes les études n’ont pas été aussi positives. Aucune différence dans la précision du tir n'a été observée lors d’un test avec une machine à balles chez les joueurs de tennis masculins et féminins (Ferrauti et coll., 1997) ni dans les habiletés motrices chez les joueurs de rugby ou dans le tir de précision chez les joueurs de basketball de niveau secondaire et universitaire (Baker et coll., 2007b) après que les athlètes aient bu une boisson à 6 % de glucides comparativement au placebo. De plus, plusieurs études n’ont rapporté aucun effet positif des glucides sur le rendement cognitif pendant un exercice. D’après Roberts et coll. (2010), Winnick et coll. (2005) et Welsh et coll. (2002), l’ingestion d’une solution de glucides et d’électrolytes à 6 % n’a eu aucun effet sur la capacité des athlètes de sports d’équipe à se concentrer et à prendre rapidement des décisions.

 

Figure 2. Habiletés motrices avec une solution de glucides (CHO) à 6 % (environ 41 g/h de glucides) et un placebo aromatisé (PBO) avant et pendant un protocole d’exercices très intenses par intermittence qui simule un match d’équipe (quatre périodes de 15 min et pause de 20 min à la mi-temps). La performance des athlètes lors d’un test de psychomotricité, qui exigeait d’associer vitesse et souplesse de réaction) s’est nettement améliorée avec les glucides par rapport au placebo, mais seulement aux troisième et quatrième périodes du match simulé, c’est-à-dire quand les sujets étaient fatigués. Valeurs exprimées sous forme de moyenne ± l’erreur-type; P 

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