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Nutrition et performance en sport : la science au bout de la fourchette

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Christophe Hausswirth

Chapitre 2. Nutrition, sport et santé

Thème 6. La santé osseuse

Christophe Hausswirth, Amélie Fosse, Axel Heulin, Yann Le Meur, Véronique Rousseau et Eve Tiollier

Texte intégral

Questions et réponses

Points clés
■ Un exercice physique régulier avant la pleine maturité des os est susceptible d’augmenter la masse osseuse.
■ Un entraînement intense et inhabituel chez un sportif non préparé peut provoquer une déminéralisation, ainsi que des fractures de fatigue.
■ Une déficience en calcium compromet la santé osseuse, puisque cet élément est résorbé du squelette pour assurer le maintien d’un taux de calcium sanguin normal.
■ Une déficience en vitamine D entraîne une minéralisation insuffisante des os, voire leur déminéralisation et, donc, un affaiblissement de la santé osseuse.
■ Une alimentation à teneur élevée en protéines s’accompagne d’une augmentation de la densité minérale osseuse et d’un ralentissement de la perte de masse osseuse.
■ Il existe une corrélation positive entre une alimentation peu ou pas acide et une densité osseuse plus élevée.

Que recouvre la notion de « santé osseuse » ?

1L’expression « santé osseuse » fait référence à la résistance des os et à l’aptitude à éviter les fractures en cas de chute, de coup, de torsion ou de tout autre stress mécanique auquel les os peuvent être soumis. La notion de densité minérale osseuse y est associée, que l’on utilise comme indice de la résistance des os au stress mécanique dans le dépistage des maladies de l’os et dans le suivi de leur traitement. Lorsque la densité minérale de l’os s’accroît, sa résistance augmente.

Comment les os s’adaptent-ils aux activités physiques ?

2La pratique régulière de certains sports ayant un effet direct sur la résistance des os, elle peut contribuer à réduire de 20 à 35 % le risque de fractures. En effet, plus le tissu osseux est sain, plus il présente une capacité d’adaptation aux contraintes mécaniques associées aux contractions des muscles ; il devient alors plus solide et, du même coup, moins sujet aux fractures. La charge exercée sur l’os pendant l’effort physique varie selon le mouvement, sa vitesse, la force appliquée et le nombre de répétitions. Cela dit, l’application d’une seule force, qu’elle soit intense ou prolongée (exercice isométrique), n’induira pas d’adaptation de l’os, à l’inverse de ce qui se passe avec des applications répétées. Pour que le sportif puisse maximiser sa santé osseuse, il faut donc qu’il relie à sa pratique quotidienne une grande diversité d’activités physiques.

3Activité physique et augmentation du capital osseux sont donc intimement liées, puisque, dans la plupart des cas, l’exercice provoque une augmentation de la densité minérale de l’os, et ce, indépendamment de l’âge. Par ailleurs, on constate une corrélation positive très forte entre la teneur minérale de l’os et le poids du muscle correspondant. Le rôle important des sollicitations mécaniques a été illustré par les résultats d’une étude portant sur dix joueurs professionnels de tennis, population chez laquelle le contenu minéral osseux est en moyenne de 15 % plus élevé au niveau du radius du bras qui tient la raquette.

4L’augmentation de la densité osseuse sous l’effet de l’activité physique est en outre influencée par le niveau des apports calciques. Toutefois, cette relation n’est pas linéaire, puisqu’il existe un effet de seuil se situant autour de 800 à 1 000 mg.j-1 d’apport calcique. En dessous de ce niveau, la diminution des apports réduirait l’effet de l’activité sur la densité osseuse ; au-dessus, l’augmentation des apports calciques serait sans effet.

Existe-t-il des différences entre les hommes et les femmes en ce qui concerne la croissance osseuse ?

5La pratique régulière d’un sport où l’on doit supporter son poids ou déplacer des charges importantes a des effets bénéfiques sur la santé osseuse tant des hommes que des femmes, et ce, tout au long de la vie. La croissance osseuse se poursuit jusqu’à 20 ans chez les femmes et jusqu’au début de la trentième année chez les hommes, mais c’est avant et pendant la puberté que le taux de croissance de la masse osseuse est le plus marqué. Chez les filles comme chez les garçons, la densité minérale s’accroît en effet avec la taille et le poids corporel. Dans la mesure où elle est étroitement liée aux processus de maturation sexuelle, l’augmentation maximale du contenu minéral osseux survient à 11 ou 12 ans chez les filles, et environ un an et demi plus tard chez les garçons. Si, à l’âge adulte, la masse osseuse des femmes est inférieure à celle des hommes, c’est davantage dû à la différence de taille et de géométrie de l’os qu’à la densité osseuse en elle-même. En règle générale, on a pu remarquer qu’un squelette jeune était plus sensible aux stimuli mécaniques des exercices physiques qu’un squelette plus âgé. La pratique d’activités comportant des sauts ou des impacts joue donc un rôle clé lorsqu’elle intervient avant la puberté, car elle maximise la hauteur du pic de masse osseuse, d’où une résistance accrue, qui perdurera.

6Les effets positifs de l’activité physique sur la santé osseuse ont été essentiellement mis en évidence lorsque cette activité physique était à la fois ancienne dans le temps et avec une intensité appropriée. Inversement, la pratique d’un entraînement intensif sur un organisme mal préparé peut conduire à une déminéralisation du tissu osseux. Ce phénomène a d’abord été observé chez la femme et semble en partie lié à l’influence de l’entraînement sur le statut hormonal. Chez la femme jeune, notamment, la pratique sportive intense augmente la prévalence de l’aménorrhée, état qui se caractérise par un faible taux plasmatique d’œstrogènes favorisant une perte accélérée du calcium osseux. Les athlètes aménorrhéiques ont donc une densité minérale osseuse inférieure à celle des athlètes euménorrhéiques, cette situation étant réversible avec la réapparition des cycles menstruels.

Existe-t-il une relation entre le sport pratiqué et la santé osseuse ou l’apport calcique ?

7Plusieurs études transversales, menées chez des sportifs (hommes et femmes) pratiquant un large éventail de sports, ont établi que, chez ces derniers, les valeurs de densité minérale osseuse (DMO) étaient plus élevées que celles de non-sportifs. C’est notamment chez les spécialistes des sports de force, les gymnastes ou les footballeurs, que ces valeurs de DMO sont les plus importantes. La voile, la course à pied, la natation, le plongeon ou encore la natation synchronisée, quant à eux, sont plutôt considérés comme des sports à risque en matière de santé osseuse. Et ces différences sont nettement amplifiées chez les athlètes femmes.

8Cas particulier : au vu de leurs effets bénéfiques sur l’optimisation et le maintien de la masse osseuse chez les jeunes sportifs, les activités physiques impliquant une charge d’intensité élevée sur le squelette sont donc fortement recommandées. Cependant, il est des cas où ces effets bénéfiques ne sont pas constatés : lorsqu’il y a insuffisances hormonales, carences nutritives ou syndrome de « surutilisation », par exemple.

9Il ne semble pas y avoir de corrélation significative entre les index d’activité et la consommation de calcium. Cette approche semble ainsi infirmer l’hypothèse selon laquelle la dépense énergétique augmenterait la ration calorique qui, à son tour, influencerait l’apport calcique. Cette absence de relation entre le niveau des apports caloriques et l’apport calcique résulte de très fortes différences en ce qui concerne les comportements alimentaires, selon le type de sport pratiqué. Cette analyse permet en effet d’opposer des sports individuels à forte dépense énergétique et dont les pratiquants ont un faible apport calcique (triathlon, fond ou cyclisme), aux sports collectifs avec forte dépense énergétique et forte consommation calcique (volley-ball, handball ou basket-ball). Dans d’autres disciplines, comme le golf ou l’équitation, où la dépense énergétique est modérée, les pratiquants déclarent avoir une forte consommation de produits riches en calcium. Il semble donc que le type de sport influence véritablement la consommation calcique.

Le calcium et la vitamine D contribuent-ils à une meilleure santé osseuse ?

10Le rôle clé de ces nutriments dans la santé osseuse est désormais bien connu. Le calcium, tout d’abord, intervient principalement dans la formation des os et des dents. Bien qu’il soit un messager intracellulaire crucial dans tout le corps, il se trouve à 98 % dans le squelette. Les produits laitiers doivent fournir les deux tiers des apports en calcium ; une alimentation pauvre en produits laitiers n’apportera en effet pas plus de 500 mg de calcium par jour, ce qui est insuffisant. Une déficience en calcium compromet la santé osseuse, puisque celui-ci est résorbé du squelette pour assurer le maintien d’un taux de calcium sanguin normal. Cette déminéralisation peut causer une réduction de la masse osseuse, une ostéoporose et un risque accru de fractures, surtout lorsqu’elle est associée à une alimentation faible en calcium allant de pair avec de très faibles taux de vitamine D. Toutefois, lorsque l’apport en calcium est excédentaire (supérieur à 2 500 mg.j-1), il peut entraîner le développement de calculs rénaux. Autre effet nocif d’un apport excessif en calcium : lorsque celui-ci est fourni par des compléments alimentaires.

11La fonction la plus connue de la vitamine D est la régulation hormonale de la concentration de calcium et de phosphore dans le sang. Cette fonction est importante, puisqu’elle assure la disponibilité de ces minéraux pour la minéralisation ou le développement des os. La forme active de la vitamine D stimule l’absorption du calcium et du phosphore dans l’intestin, la réabsorption du calcium dans les reins et la résorption du calcium du squelette, afin de préserver les taux de calcium sanguin. C’est par ce maintien des taux de calcium et de phosphore dans le sang que la vitamine D favorise la croissance et le bon état des os, de même que la santé dentaire. Une déficience en vitamine D conduit donc à une minéralisation insuffisante des os ou à leur déminéralisation et, de ce fait, à un affaiblissement de la santé osseuse. Par contre, des apports exagérés en vitamine D (plus de 10 000 UI par jour) peuvent causer des dommages aux reins et aux tissus. Toute augmentation des apports recommandés pour la vitamine D doit donc soulever la question suivante : ces apports sont-ils suffisamment fournis par les aliments et la boisson uniquement ? Une évaluation récente de l’état nutritionnel en vitamine D montre que le taux sérique est suffisant pour le maintien d’une bonne santé osseuse. Il peut cependant y avoir un risque pour les sportifs pratiquant des activités hivernales uniquement en salle et qui ne sont pas exposés au soleil ou à la lumière extérieure au moins vingt minutes par jour.

Où trouver les bonnes sources de calcium ?

12Les meilleures sources de calcium sont les aliments du groupe « lait et substituts ». D’autres aliments fournissent également cet élément en quantité satisfaisante, notamment certains légumes verts, ainsi que les aliments enrichis en calcium.

13Cela étant, plusieurs aliments d’origine végétale, bien que reconnus pour leur teneur élevée en calcium, ne peuvent en aucun cas remplacer les produits laitiers. En effet, pour que les os et l’ensemble du corps puissent bénéficier du calcium, il faut que celui-ci soit correctement absorbé par l’organisme. Or, la plupart des aliments d’origine végétale contiennent des quantités considérables d’oxalates et de phytates, qui se lient au calcium et nuisent à sa bonne absorption. Une fois cuits, les épinards, par exemple, contiennent 129 mg de calcium par 125 ml (demi-tasse). C’est certes beaucoup plus élevé que la teneur en calcium de la plupart des autres aliments (à l’exception du lait — qui en contient 315 mg — et des autres produits laitiers), mais on estime que seulement 5 % du calcium des épinards est absorbé, ce qui ne représente que 6 mg en valeur absolue. C’est peu par rapport au lait, dont le calcium est absorbé à hauteur de 32 % (soit 101 mg en valeur absolue). Compte tenu du degré d’absorption de calcium, il faudrait donc pratiquement consommer quinze portions d’épinards pour égaler une portion de lait ! Cela dit, les légumes verts regorgent de nombreux autres minéraux et vitamines, indispensables à l’équilibre alimentaire.

14Il est également important de bien comprendre que les apports nutritionnels de référence (Anref) ont été déterminés en fonction du contenu en calcium des aliments, mais en présumant que 30 à 40 %, en moyenne, de ce calcium était absorbé. C’est pourquoi, parmi les aliments, ce sont les produits laitiers qui comblent le plus efficacement les besoins quotidiens en calcium.

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Quels sont les facteurs qui influencent la synthèse endogène de la vitamine D ?

  • la latitude,

  • le temps passé à l’extérieur,

  • la pigmentation de la peau,

  • l’âge,

  • l’utilisation d’un écran solaire,

  • les vêtements.

15Dans les pays situés au-delà du 40e degré de latitude nord ou en deçà du 40e degré de latitude sud, le rayonnement UVB n’est pas assez puissant pour que la synthèse endogène soit possible pendant les mois les moins lumineux. De plus, les personnes qui ne peuvent passer au moins vingt minutes par jour à l’extérieur sont vulnérables toute l’année.

16La mélanine, un pigment cutané, peut réduire de cinquante fois la photosynthèse de la vitamine D. C’est pourquoi les personnes ayant la peau plus foncée présentent un risque plus élevé de déficience en vitamine D. Par ailleurs, la synthèse endogène de la vitamine D diminue avec l’âge. Enfin, un écran solaire conférant un facteur de protection solaire (FPS) de 8 ou plus bloque également la synthèse endogène de la vitamine D.

Comment améliorer l’état nutritionnel en vitamine D ?

17Puisque la synthèse endogène continue est problématique, le bon état nutritionnel en vitamine D dépend des réserves en vitamine D contenues dans l’organisme et de celles apportées par les aliments.

18En ce qui concerne ces derniers, seuls quelques-uns contiennent de la vitamine D à l’état naturel (par exemple, les poissons gras, le jaune d’œuf et les huiles de foie de poisson), mais ne sont pas consommés sur une base régulière.

Le tableau ci-dessous récapitule les bonnes sources de vitamine D.

Poissons et autres

Portion (g)

Quantité de vitamine D par portion (UI)

Saumon

75

204-392

Flétan, truite, hareng

75

144-192

Thon

75

105

Œuf

75

52

Lait et subsituts

Portion (ml)

Quantité de vitamine D par portion (UI)

Lait nature

250

104

Lait en poudre

250

104

La vitamine K est-elle importante pour la santé osseuse ?

19La vitamine K est une vitamine liposoluble (soluble dans la graisse). Notre corps peut donc la stocker dans les tissus adipeux et le foie. Surtout connue pour son rôle dans la coagulation sanguine, elle a un impact majeur sur la santé de nos os. Il est rare d’avoir une carence en vitamine K, puisqu’elle se trouve non seulement dans des aliments à feuilles vertes, mais peut également être produite par les bactéries qui sont dans notre intestin. Par contre, la prise d’antibiotiques peut parfois tuer ces bactéries et conduire à une légère carence, susceptible de provoquer un saignement excessif de la gencive ou du nez.

20Les aliments riches en vitamine K sont le bœuf, le thé vert, le navet, les épinards, les choux (dont le brocoli et le chou frisé), les asperges et la laitue à feuilles vert foncé. La chlorophylle contient de la vitamine K. Enfin, la congélation des aliments peut détruire cette vitamine, alors que la cuisson ne l’affecte pas.

21Plusieurs études ont déjà montré que la vitamine K avait un effet bénéfique sur les fractures grâce à son rôle d’intermédiaire dans certains mécanismes comme le renouvellement osseux. Cet impact sur le squelette reste cependant controversé. Des chercheurs japonais ont réuni toutes les données existantes dans une méta-analyse destinée à évaluer le bénéfice d’une supplémentation en vitamine K sur la santé osseuse des femmes. Ils ont retenu sept études portant sur au moins cinquante femmes supplémentées pendant deux ans en vitamine K, à raison de 200 pg à 5 mg par jour de vitamine K1, ou 45 mg par jour de vitamine K2. Constituant 90 % de la vitamine K, la vitamine K1 est présente dans les légumes verts, contrairement à la vitamine K2, dont les sources alimentaires sont la viande et les fromages fermentés. Il ressort de cette étude que la supplémentation en vitamine K s’accompagne d’une amélioration de la densité osseuse et d’une diminution de l’incidence des fractures.

22De même, des chercheurs espagnols ont mis en évidence un lien entre la vitamine K et la qualité osseuse. Ils ont ainsi constaté que les personnes âgées consommant beaucoup de vitamine K avaient une densité minérale osseuse (DMO) plus importante que celles qui en consommaient peu. Les résultats font état d’une consommation quotidienne moyenne de 334 μg chez les hommes et de 300 μg chez les femmes. En outre, chaque augmentation de 100 μg de cette consommation journalière s’accompagne d’une hausse de 0,008 g/m2 de la densité osseuse.

Les protéines ont-elles un effet sur les os ?

23La plupart des études épidémiologiques dont l’objectif principal porte sur la densité minérale des os ou sur la vitesse de la perte osseuse indiquent qu’une alimentation à teneur élevée en protéines entraîne une augmentation de la première et un ralentissement de la seconde. Une comparaison entre des athlètes femmes consommant de fortes quantités de protéines (1,6 g.kg-1.j-1) et des non-athlètes (0,8 g.kg-1.j-1) révèle ainsi, chez les premières, une meilleure densité osseuse. Un apport adéquat en protéines est donc une condition essentielle pour préserver la bonne santé osseuse des athlètes et prévenir les risques de fractures. Par conséquent, il faut, dans ce contexte, surveiller tout particulièrement les athlètes végétariens, pour lesquels les quantités en calcium, vitamine D et protéines peuvent s’avérer insuffisantes. Plusieurs études récentes, en effet, font état d’une densité osseuse plus faible chez les sportives végétariennes que chez les non-végétariennes.

L’acidité apportée par l’alimentation peut-elle avoir une incidence sur la santé osseuse ?

24La digestion des aliments est à l’origine d’une production d’acides et de bases en proportion variable suivant l’aliment en question. Les aliments acidifiants – qui font baisser le pH – sont ceux qui génèrent le plus d’acides organiques (méthionine, cystéine). Parmi ceux-ci, on trouve les protéines animales (viandes, poissons, volailles, crustacés ou œufs), les fromages et les céréales. Nous savons, depuis quelques années maintenant, qu’un apport alimentaire excessif d’acides entraîne immanquablement la mobilisation du système tampon osseux, qui a pour effet de neutraliser l’excès d’acides et de permettre une régulation du pH. On constate ainsi une corrélation positive entre une alimentation peu ou pas acide et une densité osseuse plus élevée. Plusieurs études concluent même qu’une alimentation adaptée, durant une longue période de temps, devrait contribuer à la diminution du risque d’ostéoporose, et ce, indépendamment de l’exercice physique. Parallèlement, il a été montré qu’un régime moins acidifiant (comprenant donc moins de viande et de fromage, et davantage de fruits et de légumes), complété par un apport en eau bicarbonatée (qui élève le pH), faisait baisser le taux de calcium urinaire et les marqueurs de la résorption osseuse, et affectait donc positivement la santé osseuse de l’individu.

En pratique

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1. Assurez vos apports en calcium

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Les sources de calcium

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Les sources principales et secondaires

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Pour réduire les pertes en calcium

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2. Assurez vos apports en vitamine D

25► Principales sources alimentaires de vitamine D

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26> Pour les pratiquants de sports en salle, privilégiez les laitages enrichis en vitamine D et faites des bilans sanguins réguliers.

27> N’oubliez pas que l’exposition au soleil est indispensable pour la synthèse de la vitamine D. Exposez au moins vingt minutes par jour vos avant-bras et votre visage à la lumière du jour.

3. Assurez vos apports en végétaux

28► Pour neutraliser l’acidité (aliments alcalins)

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29► Pour bénéficier de leur richesse en antioxydants

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4. Assurez vos apports en protéines

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5. Triade de la sportive

30► Définition

31> Une pratique sportive intense augmente le risque de l’aménorrhée chez la jeune femme, favorisant une perte accélérée de calcium osseux

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32► Sports les plus à risque

33> À forte dépense énergétique :

34– course à pied, aviron...

35> À contraintes esthétiques

36– gymnastique, danse, natation synchronisée...

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Image 1000000000000026000000232ACFD29A.jpg En cas d’absence de règles, consultez rapidement un professionnel de la santé.

Recette

Papillote de flétan, compotée de fenouil

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Crédit photo : Thibaut Ruggeri.

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37Pour 2 personnes

38Préparation : 40 minutes

39Cuisson : 15 minutes

Difficulté : Image 10000000000000530000001E787E50D4.jpg

Ingrédients

40■ 280 g de filet de flétan

41■ 100 g de tomates

42■ 1 citron vert

43■ 10 g d’huile d’olive

44■ 2 branches de thym citron

45■ Piment d’Espelette

46■ Papier cuisson

47■ 10 g d’ail épluché

48■ 80 g d’oignon

49■ 300 g de bulbe de fenouil

50■ 5 g d’huile d’olive

51■ Sel, poivre

52Éplucher l’oignon puis l’émincer en fines tranches.

53Laver le fenouil, le couper en deux dans la longueur et l’émincer finement. Faire suer à l’huile d’olive les oignons émincés et l’ail écrasé. Ajouter le fenouil émincé. Assaisonner et laisser cuire à couvert.

54Réserver dans un plat après cuisson.

55Laver la tomate puis la couper en tranches.

56Zester le citron vert puis le couper en deux et le presser.

57Couper deux feuilles de papier cuisson. Poser au centre les tranches de tomates. Répartir le fenouil cuit sur les tomates. Poser les morceaux de flétan. Saler, poivrer. Ajouter une branche de thym citron, une pointe de piment d’Espelette, un trait d’huile d’olive, le jus du citron et le zeste.

58Refermer la papillote à l’aide d’une ficelle ou d’un brin de raphia.

59Mettre à cuire dans un four chaud à 180 °C pendant 15 minutes.

60Servir dans une assiette creuse.

Commentaire

61Ce plat couvre une fois et demie les besoins journaliers en vitamine D. Il est également très riche en protéines.

62Il contient peu de glucides ; il est donc conseillé de l’associer à une entrée ou un dessert riche en glucides.

63La vitamine D favorisant l’absorption du calcium, il serait judicieux de le compléter par un laitage (yaourt, fromage blanc, yaourt à boire...).

Analyse nutritionnelle par personne

Énergie (Cal)

Glucides (g)

302

13

Lipides (g)

Protides (g)

14

31

Gâteau de riz, poire, caramel

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Crédit photo : Thibaut Ruggeri.

64Pour 2 personnes

65Préparation : 40 minutes

66Cuisson : 20 minutes

Difficulté : Image 100000000000002A0000001E4CE3DC15.jpg

Le smoothie : pour 4 personnes

67■ 60 g de riz rond (Arborio)

68■ 1 demi-litre de lait demi-écrémé

69■ 1 demi-gousse de vanille

70■ Le zeste d’un demi-citron

71■ 90 g de sucre en poudre

72■ 2 jaunes d’œufs

73■ 5 cl de crème liquide

74■ 2 cuillères à soupe d’eau

75■ 1 demi-poire William

76Verser le lait dans une casserole et ajouter la gousse de vanille fendue en deux dans le sens de la longueur.

77Porter à ébullition et ajouter le riz. Faire cuire sur feu doux en remuant régulièrement pendant 30 minutes. En fin de cuisson, ajouter 20 g de sucre en poudre et le zeste de citron.

78Verser dans un saladier.

79Mélanger les jaunes d’œufs et la crème liquide. Verser ce mélange dans le riz et remuer à l’aide d’une spatule. Réserver.

80Dans une casserole, verser le reste de sucre en poudre et ajouter l’eau. Cuire jusqu’à l’obtention d’un caramel brun clair. Verser ce caramel dans un plat allant au four.

81Éplucher la demi-poire puis la couper en petits cubes.

82Verser la première préparation sur le caramel, ajouter les dés de poire et faire cuire au four à 200 °C pendant 20 minutes.

83Sortir le plat du four et laisser refroidir.

Commentaire

84Ce dessert couvre 40 % des besoins en calcium, et 20 % des besoins en vitamine D.

85Il est assez calorique ; il est donc conseillé de l’accompagner d’un plat léger. Grâce à son apport en glucides et protéines, il peut également être consommé en collation après un exercice intense à forte sollicitation musculaire.

Analyse nutritionnelle par personne

Énergie (Cal)

Glucides (g)

436

69

Lipides (g)

Protides (g)

12

13

Auteurs

PhD, Service Recherche, Institut national du sport, de l’expertise et de la performance (INSEP), 11, avenue du Tremblay, 75012 Paris, Mission « Nutrition » à l’INSEP

© INSEP-Éditions, 2012

Conditions d’utilisation : http://www.openedition.org/6540

Cette publication numérique est issue d’un traitement automatique par reconnaissance optique de caractères.
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