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Pr GUEZENNEC – Service de Santé des Armées


1. Effet de l'activité physique sur la composition corporelle

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Si l'on admet que le maintien d'une composition corporelle stable chez l'adulte dépend d'un équilibre entre les apports et les dépenses énergétiques, le rôle de l'activité physique peut être prépondérant dans l'ajustement de cet équilibre.

2. Méthode de mesure et niveau des dépenses énergétiques liées à l'activité physique

Le niveau d'activité physique est le facteur le plus important pouvant affecter la dépense énergétique. Il est susceptible de multiplier par 8 ou 10 le métabolisme basal. Différentes approches expérimentales furent utilisées pour évaluer le niveau de dépense énergétique lié au travail musculaire ; la méthode de référence étant la chambre calorimétrique.

Le développement d'appareils portables permettant la mesure continue des échanges respiratoires permet une calorimétrie indirecte sur des périodes de plusieurs heures, il est cependant difficile d'évaluer un nycthémère complet avec cette méthode.

L' exploitation de la fréquence cardiaque comme index de dépense énergétique est simple d'emploi mais soumise à de nombreuses causes d'erreur.

L'utilisation d'indicateurs marqués du débit des voies métaboliques telle que la méthode à l'eau doublement marquée est prometteuse car en théorie, elle permettrait de comptabiliser la dépense sur des périodes de plusieurs jours. Cette méthode se heurte encore à des difficultés de réalisation technique qui la rendent réservée à quelques laboratoires.

Ces méthodes ont permis d'établir des tableaux de dépense énergétique par type d'activité (tableau 1) permettant d'évaluer facilement le coût de la dépense liée aux activités physiques. Récemment, un certain nombre de questionnaires ont été développés afin d'évaluer les dépenses quotidiennes. Nous pouvons par exemple, citer le questionnaire de De Baecke permettant d'évaluer les activités sportives et extra-sportives. Cette approche permet d'estimer avec une précision relative, le niveau de dépense énergétique d'un sujet et de mettre cet index en regard du niveau des normes par classe d'âge, sexe, catégorie socioprofessionnelle.

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Concernant la pratique sportive, ce sont les sports d'endurance qui imposent la plus haute dépense énergétique. Les coureurs de fond, les cyclistes professionnels, les skieurs de fond, dépensent entre 4 500 et 5 000 Kcal par 24 heures en période d'entraînement. Lors de compétitions de longue durée comme une course à pied de 100 km, un triathlon de longue distance, une course cycliste du type de Paris-Bordeaux, la dépense peut atteindre entre 8 000 et 12 000 Kcal par 24 heures. Lors d'épreuves sportives par étapes s'étalant sur plusieurs jours, la dépense quotidienne s'échelonne entre 6 000 et 7 000 Kcal par jour. Ces chiffres extrêmes ne sont retrouvés que dans une petite catégorie de sportifs. Des athlètes pratiquant le demi-fond ou le sprint et s'entraînant quotidiennement ont un surcoût de dépense énergétique lié à l'entraînement de 800 à 1 000 Kcal/24 H, ce qui représente une dépense totale de 3 200 à 3 500 Kcal par 24 H.

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La pratique sportive de loisir est en moyenne de 2 à 3 séances par semaine, si nous prenons pour exemple celui d'un sujet réalisant 3 séances de course à pied de 10 km à 10 km/H : la dépense sera entre 600 et 800 Kcal par séance selon le poids du sujet, ce qui représente une dépense entre 1 800 et 2 400 Kcal par semaine. Les dépenses énergétiques que l'on peut raisonnablement provoquer chez un obèse par l'exercice musculaire sont encore moindres. Elles ne peuvent guère dépasser 1 500 Kcal par semaine. Cet intervalle de variations du coût énergétique de l'activité physique en fonction de la population étudiée permet à lui seul d'expliquer les différences d'effets sur la composition corporelle.

3. Effet de l'entraînement physique sur la composition corporelle

Il existe une relation entre la consommation maximale d'oxygène, la quantité d'entraînement et la masse grasse chez les coureurs de fond. Les meilleurs marathoniens qui courent entre 80 et 120 km par semaine, ont une masse grasse entre 9 et 7 % de la masse corporelle totale. La masse grasse augmente significativement chez les sportifs, même de haut niveau, pratiquant des sports où la dépense énergétique totale est moindre que dans les sports d'endurance. Par ailleurs, l'entraînement accroît la masse maigre, la contraction musculaire stimule les synthèses protéiques. Ce phénomène résulte en grande partie des réponses hormonales à l'entraînement physique telles que l'augmentation des taux circulants d'hormones de croissance et l'augmentation de la sensibilité à l'insuline.

4. Effet de l'entraînement physique sur la composition corporelle de l'obèse

L' existence d'un lien entre le niveau d'activité physique et la genèse de l'obésité est une idée ancienne qui s'appuie sur de nombreux travaux indiquant une réduction spontanée de l'activité physique chez les obèses. Cependant, l'évolution récente des concepts dans le domaine de l'étiologie de l'obésité et la part croissante du déterminisme génétique indique que la réduction des activités est plutôt une conséquence qu'une cause de l'obésité.

Si la réduction d'activité physique spontanée semble effective chez l'adulte obèse, les résultats du traitement de la surcharge pondérale par l'entraînement physique ne permettent pas une conclusion nette sur l'efficacité de ce processus. La plupart de ces études utilisent des programmes s'échelonnant de 7 à 22 semaines d'entraînement. Le pourcentage de graisses corporelles est en moyenne seulement réduit de 1 à 2 % et le poids de 3 à 7 kg. Une étude soumettant huit obèses importants, d'un poids moyen de 112 kg à 6 mois d'entraînement physique n'a pas mis en évidence de réduction de poids. Ces données suggèrent que les effets de l'entraînement diffèrent selon la taille initiale du tissu adipeux. L'hyperplasie des adipocytes serait un facteur de résistance à la réduction de la masse grasse sous l'effet de l'entraînement. Cet effet, très faible de l'entraînement physique seul sur le traitement l'obésité, a conduit à associer l'entraînement physique et le régime hypocalorique : l'effet cumulatif de ces deux moyens est efficace. Cette synergie entre régime et entraînement physique s'explique à plusieurs niveaux. D'une part, l'exercice musculaire agit en réduisant l'appétit : l'analyse de la prise alimentaire spontanée d'obèses soumis à l'entraînement physique indique que le surcroît de dépense énergétique n'est pas compensé par une augmentation des apports. L'étude comportementale des sujets soumis à l'entraînement physique et au régime restrictif indique une amélioration de la tolérance psychologique au régime.

Ces études soulignent donc le rôle primordial du régime hypocalorique dans les processus de perte de poids : l'exercice physique étant un facteur favorisant les effets du régime.

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Un des inconvénients des régimes hypocaloriques sévères est d'induire une diminution de la masse maigre aux dépens du compartiment musculaire. Ce phénomène résulte à la fois de la réduction des apports, mais aussi des activités physiques spontanées. L'utilisation de l'entraînement comme thérapeutique additionnelle du régime permet de préserver la masse musculaire. Dans la plupart des études réalisées sur les effets de l'entraînement physique sur l'obèse, l'effet spécifique sur la masse musculaire n'a pas été directement évalué. Cependant, on peut utiliser les résultats obtenus sur l'homme sain pour indiquer le fait qu'une positivation de la balance azotée s'observe pour des niveaux de travail musculaire relativement faibles. Par ailleurs, le phénomène de maintien de la masse protéique s'exerce principalement au niveau des groupes musculaires stimulés par l'activité. Dans la plupart des protocoles concernant l'obésité, les muscles impliqués dans la locomotion sont mis en jeu. Le maintien ou l'amélioration de leurs fonctions améliore l'autonomie des obèses.

5. Effet de l'entraînement physique sur les pathologies associées à l'obésité

Parmi les facteurs favorisant la survenue d'une surcharge pondérale et faisant partie des complications lors de leur évolution, il faut citer en premier lieu la résistance à l'insuline. L'entraînement physique augmente la sensibilité à l'insuline et l'utilisation du glucose quelque soit l'âge des sujets, l'entraînement en endurance est plus efficace que l'entraînement en force, l'effet est proportionnel à la quantité d'entraînement.

Ce phénomène est transitoire ; il disparaît en quelques jours après l'arrêt de l'entraînement. L'augmentation de la sensibilité à l'insuline est très nette pendant la période de quelques heures qui suit la dernière séance d'entraînement. Elle dépend des modifications produites pendant l'exercice musculaire et n'est pas le résultat des adaptations structurales résultant de l'entraînement. L'ensemble de ces éléments indique que l'entraînement physique agit directement sur les mécanismes responsables de la pathogénie du diabète de type 2, non insulino-dépendants.

6. Effet de l'entraînement physique sur les lipides du sang

6.1. Effet de l'entraînement sur le cholestérol

La relation entre le niveau d'activité et le cholestérol sanguin est un sujet de controverse. Des résultats contradictoires indiquent : soit une baisse, soit une absence d'effet et parfois une élévation du cholestérol total. Ces contradictions apparentes se lèvent si l'on considère les fractions constitutives du cholestérol ou le type de populations étudiées. Si l'effet d'une courte période de l'entraînement sur le cholestérol plasmatique est inconstant chez l'homme sain sédentaire, la diminution du cholestérol circulant est pratiquement toujours retrouvée dans les études qui rapportent les effets de l'entraînement physique sur les lipides circulants chez les obèses. Chez les athlètes entraînés depuis plusieurs années, le statut lipidique est significativement plus bas que chez les sujets sédentaires de référence. Les résultats obtenus concordent pour mettre en évidence une augmentation de la fraction HDL et une diminution plus faible et inconstante des LDL. L'augmentation de la fraction HDL peut être telle, qu'elle masque l'effet de l'entraînement sur le cholestérol total.

6.2. Effet de l'entraînement sur les triglycérides circulants

jog.gifLa réalisation d'un exercice physique prolongé comme une course de marathon ou une course de ski de fond est capable de réduire de façon significative les triglycérides circulants. Les études transversales comparant au même moment des sujets pratiquant des sports différents et des sujets sédentaires indiquent une diminution progressive des triglycérides en fonction du niveau d'aptitude des sujets, de la durée de l'entraînement. Ces facteurs concourent pour expliquer le fait que les coureurs de fond présentent les valeurs les plus basses de triglycérides circulants. L'entraînement physique chez l'obèse réduit de façon constante les taux de triglycérides circulants.

7. Indication pratique des programmes d'entraînement physique dans le but de réduire la surcharge pondérale

La réalisation de programme d'entraînement doit tenir compte de l'état initial du sujet et surtout des pathologies associées contre-indiquant la pratique de l'exercice musculaire.

Le choix de l'activité et son niveau doivent dépendre de l'aptitude initiale. Un exercice sous maximal d'une durée de 30 à 45 min., 3 fois par semaine est en moyenne le plus adapté à des sujets porteurs d'une surcharge pondérale.

 sport.gif La marche est le plus simple à réaliser et efficace pour obtenir une dépense énergétique, le coût calorique d'un kilomètre de marche est sensiblement équivalent au coût calorique d'un kilomètre de course.
La natation et l'entraînement en piscine est particulièrement intéressant chez l'obèse présentant une importante surcharge car cet entraînement
lui permet une activité libérée des contraintes mécaniques imposées par l'excès de poids.
 natation.jpg
 velo2.gif Le pédalage peut être obtenu soit en utilisant la bicyclette sur route soit sur un ergocycle de laboratoire. Ces deux modes d'entraînement
se heurtent à des difficultés :
le premier lié à la maîtrise technique et aux risques ;
le second, au fait qu'il est difficile de poursuivre au long cours un programme d'entraînement sur ergocycle pour des raisons de lassitude psychologique.
Quelque soit le moyen choisi, il faut atteindre une dépense énergétique de 300 à 500 Kcal par séance. Cependant, le facteur principal de réussite
dépens de la durée de l'entraînement.


La poursuite de l'entraînement physique sur plusieurs mois ou années est conditionnée par l'environnement social et familial. Les risques traumatiques liés aux activités physiques sont majorés par la surcharge pondérale. Des précautions particulières sont à prendre au début d'entraînement pour éviter les lésions musculaires et tendineuses.

8. En conclusion

L' entraînement physique à lui seul est peu efficace sur la réduction des surcharges pondérales. Cependant, il joue un rôle additif important en favorisant la tolérance et les effets du régime hypocalorique. Il modifie un certain nombre de facteurs de risques associés à l'obésité. Conseiller la pratique de l'exercice physique ne suffit pas ; il faut favoriser les conditions de vie permettant la poursuite d'un entraînement régulier au long cours.


Dépense énergétique en Kilocalories par Kg de poids et par type d'activités

ACTIVITÉS

(kg)

POIDS DU CORPS EN KG

55

70

80

90

120

Assis

10

12

14

16

20

Travail domestique

34

41

47

53

68

Descendre des escaliers

56

67

78

88

111

Monter des escaliers

146

175

202

229

288

Marcher 4 km/h

29

35

40

46

58

Marcher 6 km/h

52

62

72

81

102

Courir 10 km/h

90

108

125

142

178

Courir 14 km/h

118

141

167

187

232

Cyclisme 15 km/h

42

50

58

67

83

Cyclisme 20 km/h

89

107

124

142

178

Tondre la pelouse (monteur)

34

41

47

53

67

Tondre la pelouse (manuel)

38

45

52

58

74

Entasser du bois

60

73

84

96

121

Bowling

56

67

78

90

111

Danse modérée

35

42

48

55

69

Danse rapide

48

57

66

75

94

Golf

33

40

48

55

68

Ski de fond

98

117

138

158

194

Natation

40

48

56

63

80

 

Publié en 2004