ABSTRACTS / RÉSUMÉS

Sélection des substrats lors de l’exercice prolongéavec ingestion de glucides : études par traçage au13C

Jonathan Tremblay

Résumé : Les principaux substrats oxydés à l’exercice, soient les glucides, les lipides et les protéines, ne contribuent pastous au même niveau à la fourniture d’énergie lors de l’effort prolongé. De plus, le glucose peut provenir de différentessources endogènes (muscle, foie) et exogènes. Plusieurs facteurs peuvent influencer leur contribution respective incluant : lamasse musculaire impliquée et l’entraînement préalable, le sexe, l’état nutritionnel et les conditions environnementales. L’u-tilisation d’isotopes stables, tels que le carbone 13 (13C), combinée à la calorimétrie indirecte respiratoire corrigée pour l’ex-crétion d’urée dans l’urine et la sueur, permet de différencier les substrats endogènes et exogènes et d’évaluer lacontribution de leur oxydation à la fourniture d’énergie. Ces méthodes d’investigation, permettant d’apprécier la sélectiondes substrats lors de l’exercice prolongé avec ingestion de glucose, ont permis d’effectuer les comparaisons qui ont fait l’ob-jet des trois études de cette thèse. Dans la première étude, la sélection des substrats au cours d’un effort prolongé effectuéavec les membres inférieurs ou les membres supérieurs a été comparée avec et sans ingestion de glucose. Une différencemodeste fut observée entre la sélection des substrats selon le mode d’exercice avec l’ingestion d’eau, celle-ci favorisant légè-rement l’oxydation des glucides lors de l’effort avec les membres supérieurs. La quantité de glucose exogène oxydée étaitplus faible lors de l’exercice avec les membres supérieurs qu’avec les membres inférieurs, mais sa contribution fut plus im-portante, conséquence d’une dépense énergétique plus faible. Dans la deuxième étude, on a comparé la sélection des subs-trats chez des sujets masculins et féminins et les effets d’une alimentation enrichie en glucides ou de l’ingestion de glucose,au cours d’un exercice prolongé d’une durée de 2 h. On reconnaît généralement que, pour une même puissance relative, lesfemmes utilisent moins de glucides et davantage de lipides que les hommes. Les effets séparés d’une alimentation riche englucides ou de l’ingestion de glucose pendant l’exercice sur la sélection des substrats furent pourtant similaires chez lesdeux sexes. L’effet combiné des deux procédures de supplémentation est toutefois plus important chez la femme que chezl’homme, soutenant l’hypothèse qu’un léger déficit en glucides soit présent chez les femmes. Dans la troisième étude, l’oxy-dation des substrats, et particulièrement celle d’amidon exogène au cours d’une marche prolongée à une faible puissance detravail, a été décrite. Les individus qui pratiquent des activités physiques prolongées à des intensités faibles (<40 % VO2max)sont encouragés à ingérer des glucides et de l’eau pendant l’effort, mais la contribution de leur oxydation à la fourniture d’é-nergie est relativement peu connue. Nous avons montré que, contrairement aux observations précédemment effectuées à jeunsans ingestion de glucides pendant l’effort, les glucides (incluant de source exogène) peuvent fournir une très grande partiede l’énergie lorsqu’ils sont ingérés à des intervalles réguliers au cours de l’exercice prolongé. Dans l’ensemble, les résultatsdes études expérimentales présentées dans cette thèse montrent que les glucides ingérés peuvent fournir une grande propor-tion de l’énergie pendant l’exercice prolongé. Toutefois, le mode d’exercice, le sexe et la puissance de travail mènent à desvariations qui sont en grande partie liées à une dépense énergétique variable selon les conditions et les groupes d’individusayant des caractéristiques différentes. Jonathan Tremblay est maintenant affilié au Département de kinésiologie de l’Univer-sité de Montréal où il poursuit ses travaux portant sur le métabolisme énergétique au cours de l’exercice.

Abstract: The main substrates oxidized during prolonged exercise, whether carbohydrates, fats, or proteins, do not contrib-ute equally to the energy supply. In addition, glucose can originate from different endogenous (muscle, liver) and exogenoussources. Many factors can affect their respective contribution including: active muscle mass, training, sex, nutritional state,and environmental conditions. The use of stable isotopes, such as carbon 13 (13C), combined with indirect respiratory calo-rimetry corrected for urea excretion in urine and sweat, allows the differentiation of endogenous and exogenous substratesand the estimation of their contribution to the energy yield. These methods, which allowed the measurement of fuel selec-tion during prolonged exercise with glucose ingestion, enabled the comparisons found in the 3 experimental studies part ofthis thesis. In the first study, fuel selection was compared during prolonged upper- and lower-body exercise with or without

Reçu le 12 décembre 2010. Acceptée le 13 décembre 2010. Publié au www.nrcresearchpress.com/apnm, le 13 avril 2011.

J. Tremblay. Université de Montréal, 2100 Boul. Édouard-Montpetit, C.P. 6128, succursale Centre-Ville, Montréal, QC H3C 3J7, Canada.

Auteur correspondant : J. Tremblay (e-mail: jonathan.tremblay@umontreal.ca)

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Appl. Physiol. Nutr. Metab. 36 : 307–308 (2011) doi:10.1139/H10-112 Publié par les Presses scientifiques du CNRC

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glucose ingestion. The difference in fuel selection between upper- and lower-body exercise when water was ingested wasmodest with a slightly higher reliance on carbohydrate oxidation during upper-body exercise. The amount of exogenous glu-cose oxidized was lower, but its contribution to the energy yield was higher during upper-body exercise because of thelower energy expenditure. In the second study of the thesis, the effects on fuel selection in women and men of a diet rich incarbohydrate and glucose ingestion during prolonged exercise were compared. It is generally recognized that for a given rel-ative workload, women rely less on carbohydrates and more on fat than men. The separate effects of a diet rich in carbohy-drates or glucose ingestion during exercise on fuel selection were indeed similar in men and women. However, thecombined effects of both procedures were larger in women than in men, providing support to the suggestion that a smallcarbohydrate deficit could be present in women. In the third study, substrate oxidation, and particularly that of exogenousstarch during prolonged walking at a low workload, was described. Subjects engaged in prolonged exercise at low workload(<40 % VO2max) are encouraged to ingest carbohydrate along with water before and during exercise, but there are currentlyfew data on the contribution of ingested carbohydrate to the energy yield in this situation. In contrast with what is observedin fasted subjects without carbohydrate ingestion during exercise, we have shown that carbohydrate (including exogenousstarch) can supply a very large proportion of the energy yield when ingested before and at regular intervals during prolongedexercise. Taken together, the results of the experimental studies show that ingested carbohydrates can supply a large fractionof the energy yield during prolonged exercise. However, the exercise mode, sex, and the workload sustained have shownsome differences that are mostly due to variations in energy expenditure between experimental conditions or groups of indi-viduals with different characteristics. Jonathan Tremblay is now affiliated with the Département de kinésiologie at the Uni-versité de Montréal where he continues his work on energy metabolism during exercise.

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