Rythmes circadiens et performances sportives
Si vous êtes sportif, vous avez déjà dû constater que vous étiez plus en forme le matin ou l’après-midi. Ce phénomène est lié aux rythmes circadiens, c’est-à-dire les rythmes biologiques qui se succèdent toutes les 24 heures. Ils revêtent une importance capitale dans le cadre des compétitions sportives, lorsque les athlètes cherchent à atteindre leurs performances maximales à un moment précis.
Le rythme des organes dépend de plusieurs horloges biologiques
Les cycles circadiens sont contrôlés par une horloge interne située dans le cerveau, au niveau des noyaux suprachiasmatiques de l’hypothalamus, qui sert à synchroniser l’organisme sur le rythme de l’alternance jour/nuit. Il existe aussi des horloges biologiques périphériques situées au niveau des différents organes, comme les muscles, l’intestin ou le foie. L’activité de ces organes dépend de diverses variations quotidiennes, liées notamment à l’alimentation et au métabolisme.
L’horloge centrale située dans le cerveau envoie des informations aux horloges périphériques, par la voie nerveuse (système sympathique) ou par la voie hormonale (glucocorticoïdes). Les horloges périphériques dépendent donc à la fois des informations liées à la luminosité et d’autres paramètres comme l’alimentation, l’exercice physique ou encore le stress.
Rythmes circadiens et épigénétique
Au niveau cellulaire, les rythmes circadiens se manifestent par une expression des gènes qui suit une période de 24 heures. Ces variations cycliques exercent une influence sur de nombreuses fonctions physiologiques qui évoluent au cours de la journée, comme la faim, le sommeil, la production des hormones ou la température corporelle.
L’expression cyclique des gènes dans le muscle
Dans les muscles squelettiques, l’expression de plus de 2300 gènes évolue selon un rythme circadien, suivant à la fois les instructions envoyées par l’horloge centrale et d’autres signaux, comme les variations induites par l’alimentation.
De plus, le rythme du muscle doit être synchronisé avec celui d’autres organes, comme le foie ou le tissu adipeux, car tous ces organes et tissus participent de concert au contrôle de la glycémie. Ces variations cycliques pourraient expliquer que nos muscles soient plus performants à certains moments de la journée.
Les performances sportives varient au cours de la journée
La plupart des études montrent que les performances sportives sont meilleures après 16 h, lorsque l’expression des gènes liés à la contraction musculaire et à l’activité mitochondriale est maximale. Cet effet s’observe aussi bien chez des adultes que chez des enfants.
Les variations de performances en fonction de l’heure de la journée pourraient aussi être liées aux variations de température de l’organisme au cours de la journée. C’est ce qu’avancent deux scientifiques de l’université de Basse-Normandie dans un article de 2004 sur les performances cycliques des muscles en anaérobie :
« L’augmentation de la température corporelle au cours de la journée peut être assimilée à un échauffement. »
Nizar Souissi & Damien Davenne
Ils évoquent par ailleurs d’autres hypothèses : par exemple, le niveau d’éveil est meilleur l’après-midi que le matin.
Le climat influence les performances sportives
Les variations quotidiennes des performances sportives varient selon les conditions climatiques, à savoir l’humidité et la chaleur. La température influence nettement l’activité musculaire puisqu’une augmentation de 1 °C de la température des muscles améliore de 2 à 5 % leur performance.
Une étude française parue en 2004 a testé les performances de 11 jeunes hommes, étudiants en sport. Les chercheurs les ont exposés pendant une heure à un environnement « neutre » (20,5 °C, humidité de 67 %) ou dans des conditions chaudes et humides (29,5 °C et 74 % d’humidité). Ensuite les participants effectuaient un exercice d’extension du genou. Les chercheurs ont observé une augmentation de la force musculaire dans le groupe exposé à l’environnement chaud et humide. Ces résultats sont confirmés par d’autres études.
Une préparation physique adaptée pour améliorer les performances pour le jour J
Chez la souris, des chercheurs ont montré que l’activité cyclique des gènes peut être modifiée au niveau périphérique sans impact au niveau central. En somme, il est possible de déplacer notre pic de performance de la journée sans modifier nos horaires de sommeil.
Pour cela, la marche à suivre est simple : dès que vous connaissez votre échéance (compétition ou autre), modifiez vos horaires d’entraînement pour qu’ils coïncident avec ce qui sera l’heure de la compétition. Pour être performant le matin, il faut s’entraîner régulièrement le matin. Ainsi, il a été observé que les performances à un 200 mètres nage le matin sont meilleures chez les nageurs qui ont l’habitude de s’entraîner le matin, par rapport à ceux qui s’entraînent le soir. A l’inverse, si vous vous entraînez surtout le soir, vous serez encore plus performant en fin de journée et accentuerez la différence entre le matin et le soir.
L’activité des gènes de votre horloge périphérique va ainsi s’adapter, et vous mettrez toutes les chances de votre côté, en particulier si votre nutrition est bien adaptée à ces nouveaux horaires.
L’influence des horaires des repas sur les performances
L’horaire des repas constitue un autre facteur de modulation des performances. Les nutriments sont plus ou moins disponibles en fonction de l’heure de la journée, or ces molécules ont une influence sur les horloges périphériques présentes dans les organes. Ainsi, le jeûne intermittent constitue une façon de lisser les performances sur la journée.
Comment s’alimenter pour adapter l’heure de performances maximales
Le site de l’université Central Washington donne quelques conseils pour vos repas, selon l’heure à laquelle a lieu votre compétition. Ces recommandations sont inspirées du livre de Nancy Clark, une diététicienne spécialisée dans l’alimentation des athlètes. Par exemple pour un exercice intense à :
- 10 h du matin : consommez un repas riche en glucides la veille au soir, et un petit déjeuner habituel avant 7h
- 14 h : prenez un petit déjeuner riche en glucides et un déjeuner léger, ou un gros brunch à 10 h
- 20 h : optez pour des petit déjeuner et déjeuner riches en glucides, dînez à 17 h ou prenez un dîner léger entre 18 h et 19 h
Références
- Harfmann BD et al., Circadian Rhythms, the Molecular Clock, and Skeletal Muscle, J Biol Rhythms., 2014
- Aoyama S, Shibata S, Time-of-Day-Dependent Physiological Responses to Meal and Exercise, Front Nutr., 2020
- Mirizio GG et al., Time-of-Day Effects on Short-Duration Maximal Exercise Performance, Sci Rep., 2020
- Souissi N, Davenne D, Rythmicité biologique circadienne et performances anaérobies, Movement & Sport Sciences., 2004
- Racinais S et al., Time of Day Influences the Environmental Effects on Muscle Force and Contractility, Medicine & Science in Sports & Exercise., 2004
- Wolff G, Esser K, Scheduled Exercise Phase Shifts the Circadian Clock in Skeletal Muscle, Med Sci Sports Exerc., 2013
- Chtourou H, Souissi N, The effect of training at a specific time of day: a review, J Strength Cond Res., 2012
- Swearingen D, Eating Before Competition, CWU Sports Nutrition., 2020
