À 23 ans, la triathlète canadienne Paula Findaly a participé à des Jeux olympiques de Londres qu’elle n’oubliera jamais. Malheureusement, elle a franchi la ligne d’arrivée à la 52e place : ses jambes ne répondaient plus et sa fatigue était plus forte que son envie de podium. Elle est arrivée 12 minutes et 21 secondes derrière la médaillée d’or, et une minute après l’avant-dernière triathlète. À son retour au pays, ses médecins ont découvert avec stupeur des taux de fer si bas qu’ils comprenaient à peine comment elle pouvait se lever de son lit.
Cette histoire vraie illustre l’une des carences les plus fréquentes dans le sport : la carence en fer, qui touche 24 à 47% des femmes et 0-17% des hommes.
Avant de commencer : pourquoi le fer est-il important dans l’organisme ?
Ce minéral remplit des fonctions importantes dans ta physiologie. Il participe non seulement à la formation de l’hémoglobine et au transport de l’oxygène vers les tissus, mais entre aussi dans la composition de nombreuses protéines qui en ont besoin pour fonctionner correctement. Le fer est, par exemple, présent dans les protéines de la chaîne de transport des électrons des mitochondries, permettant finalement de produire de l’énergie sous forme d’ATP. Le métabolisme mitochondrial des lipides et des glucides nécessite également de l’oxygène comme accepteur final d’électrons. Si une carence en fer réduit ta capacité de transport d’oxygène, la production d’énergie par voie oxydative diminue aussi. Cela entraîne une utilisation accrue puis un épuisement du glycogène, une baisse du pH des cellules musculaires et de la fatigue. Tu peux maintenant comprendre, au moins en partie, pourquoi Paula ne parvenait presque plus à faire avancer ses jambes. Ce ne sont pas les seules fonctions du fer : ce minéral, dont l’équilibre est essentiel, en remplit de nombreuses autres.
« La capacité aérobie, essentielle chez l’athlète d’endurance, peut être limitée par un apport insuffisant d’oxygène aux muscles. »
Pourquoi les besoins augmentent-ils chez les athlètes ?
Comme nous l’avons indiqué, la carence n’est pas rare. Plusieurs facteurs rendent parfois difficile le maintien de l’équilibre du fer chez l’athlète : augmentation des besoins liée à la production accrue de globules rouges, pertes par la sueur, hémolyse ou destruction de globules rouges propre à certains sports, saignements gastro-intestinaux, pertes sanguines urinaires, menstruations, hypoxie et hausse transitoire, après l’exercice, d’une hormone appelée hepcidine. Figure 1
L’hepcidine, une hormone qui régule le fer
Le statut en fer est étroitement contrôlé dans l’organisme par une régulation homéostatique au niveau intestinal et cellulaire. En 2004, une protéine régulant l’absorption et la disponibilité de ce minéral a été découverte : l’hepcidine. Elle joue un rôle essentiel pour éviter l’absorption de fer lorsqu’il n’est pas nécessaire, prévenant ainsi la surcharge en fer, son utilisation par les microorganismes pour leur croissance et la production excessive d’espèces réactives de l’oxygène.
« Les études ont identifié une petite hormone, l’hepcidine, comme régulateur clé du métabolisme systémique du fer. »
L’hepcidine agit principalement sur les canaux de ferroportine en provoquant leur internalisation. Ces canaux se trouvent à la sortie du fer des cellules intestinales vers le sang, ainsi que dans d’autres cellules comme les macrophages, qui contiennent le fer provenant des globules rouges vieillissants et favorisent ainsi son recyclage. Pour simplifier, une augmentation de l’hepcidine entraîne une diminution de l’absorption et de la disponibilité du fer.
Il est important de savoir qu’après l’exercice, l’hepcidine peut rester élevée pendant une période de 3-6 heures, ce qui entrave l’absorption et la disponibilité du fer (figure 2). Une protéine inflammatoire appelée IL-6 augmente et signale au foie de produire cette hormone régulatrice du fer. L’IL-6 augmente principalement avec la durée de l’exercice. L’intensité, la disponibilité du glycogène et même, selon les caractéristiques de l’effort, la consommation de glucides peuvent également modifier ses concentrations, les glucides consommés pendant l’exercice pouvant les diminuer.
« Maintenir des réserves adéquates de glycogène et une bonne disponibilité en glucides semble important pour atténuer la réponse de l’hepcidine après l’exercice. »
Il existe donc après l’exercice une fenêtre à prendre en compte pour définir les modalités de correction d’une insuffisance en fer, avec ou sans anémie. C’est particulièrement important chez les athlètes proches du seuil de carence et lors d’entraînements fréquents à volume élevé.
Le chemin vers l’anémie
Une question intéressante est de comprendre comment notre athlète a développé une carence en fer avec anémie. Ce tableau illustre les résultats possibles d’une analyse sanguine à chaque phase (tableau 3).
Comment agir à chaque phase ?
Lorsque le statut en fer est sous-optimal ou au stade 1 d’épuisement des réserves, il faut privilégier une approche alimentaire. Les recommandations actuelles d’apport en fer vont de 8 mg chez les hommes à 18 mg chez les femmes. Nous ne savons pas si les athlètes en ont réellement besoin de davantage, mais les facteurs qui augmentent l’utilisation et les pertes suggèrent que oui. Une étude récente a montré que des apports suivant ces recommandations étaient insuffisants pendant une période d’entraînement intense, la ferritine ayant diminué de 25-40% dans le groupe d’athlètes.
La source de fer introduite dans l’alimentation du sportif est importante. Le fer d’origine animale, généralement héminique, présente une meilleure biodisponibilité que celui provenant surtout des végétaux, appelé non héminique. Cela compte d’autant plus que la majorité du fer alimentaire est non héminique. Il faut également tenir compte des facteurs qui augmentent ou réduisent sa biodisponibilité. La vitamine C favorise par exemple son absorption. En revanche, des aliments courants dans l’alimentation et la récupération du sportif, comme le lait en raison de sa teneur en calcium, peuvent la perturber. D’autres substances présentes dans le café, le thé ou les céréales peuvent aussi interférer. Le tableau ci-dessous présente certains facteurs qui favorisent ou limitent l’absorption du fer.
Inhibiteurs de l’absorption |
Facteurs favorisant l’absorption du fer non héminique |
| Phytates | Vitamine C (acide ascorbique) |
| Présents dans les céréales complètes, les légumineuses, les noix et les graines | Consommer plus de 50 mg. Présente dans les agrumes et autres fruits, par exemple les oranges et les kiwis, ainsi que dans le brocoli, la tomate et le poivron |
| Polyphénols et composés phénoliques | Caroténoïdes |
| Thé, café, vin rouge et cacao | Présents dans la courge, la carotte, le pamplemousse et les abricots. |
| Calcium | Aliments fermentés |
| Produits laitiers et dérivés, multivitamines. | La fermentation réduit la présence de phytates : par exemple, choucroute, kimchi et miso |
| Autres minéraux | Cuire tes aliments |
| Zinc et manganèse | Réduit les phytates présents dans les aliments. |
Il faut surveiller la composition en macronutriments de l’alimentation et son effet sur le métabolisme du fer après l’exercice. Cela peut être particulièrement important chez les athlètes dont les besoins sont plus élevés : sportifs en croissance, en altitude ou pratiquant l’endurance. Les sportifs dont l’alimentation est pauvre en fer, notamment les végans, ainsi que ceux pratiquant un sport à catégories de poids doivent également planifier soigneusement leur alimentation.
Enfin, la nutrition peut permettre d’agir sur la production d’hepcidine. Plusieurs études ont examiné différentes stratégies. Les glucides pris après l’exercice ne semblent pas l’influencer significativement : attendre la fin de l’effort pourrait être trop tard. En revanche, de faibles réserves de glycogène pendant un exercice intense semblent augmenter l’IL-6, puis l’hepcidine après l’effort. Commencer avec des réserves adéquates de glycogène pourrait donc atténuer cette réponse. C’est important à considérer avec les stratégies actuelles d’entraînement à faible disponibilité glucidique : elles devraient être introduites dans des séances légères visant à améliorer les adaptations moléculaires à l’exercice.
« Une augmentation importante des apports glucidiques ne semble pas apporter de bénéfice supplémentaire pour la régulation du fer. Un apport modéré suffit à agir sur les différents facteurs dont nous connaissons l’influence sur cette régulation. »
L’effet du régime cétogène sur le statut en fer des athlètes est étudié depuis peu. Au-delà de ses conséquences sur le glycogène, cette approche semble pouvoir entraîner une augmentation cumulative de l’hepcidine, avant comme après l’exercice, susceptible d’affecter négativement le statut en fer. Davantage d’études sont toutefois nécessaires sur l’effet chronique de la restriction glucidique sur cette hormone. L’exclusion de certains aliments peut également diminuer les apports en fer. Une étude récente a constaté des apports inférieurs de 25% chez les sportifs suivant un régime cétogène par rapport à ceux consommant beaucoup de glucides, probablement en raison de l’exclusion d’aliments enrichis comme les céréales et les grains. D’autres études ont obtenu des résultats similaires : les sportifs suivant une alimentation riche en glucides consommaient significativement plus de fer que ceux optant pour une alimentation riche en lipides et pauvre en glucides.
Enfin, soulignons l’importance de la disponibilité énergétique pour la régulation du fer. La relation semble bidirectionnelle : le fer pourrait participer à certaines manifestations cliniques d’une faible disponibilité énergétique, et celle-ci pourrait contribuer à un mauvais statut en fer. Une forte fréquence de carence en fer a été observée chez les athlètes en faible disponibilité énergétique. L’hepcidine semble également augmenter dans ces conditions, reliant sa production à un facteur distinct du stimulus inflammatoire de l’exercice.
Conclusions
Le statut en fer des athlètes devrait être suivi régulièrement tout au long de l’année d’entraînement. La détection précoce de faibles réserves est importante. L’intervention nutritionnelle constitue l’action principale aux premiers stades, suivie par la supplémentation orale au stade suivant puis, en cas d’insuffisance en fer avec anémie, par l’administration parentérale. La supplémentation orale comme parentérale doit être prescrite par un médecin. De faibles taux de fer jusqu’à l’épuisement des réserves caractéristique de l’anémie entraînent différentes conséquences négatives : immunité compromise, léthargie, faiblesse, baisse des performances physiques et même troubles psychologiques. Les stratégies nutritionnelles doivent assurer des apports suffisants en aliments contenant du fer biodisponible, ou améliorer sa biodisponibilité et réduire les interférences de certaines substances avec son absorption. Il est important d’éviter les approches alimentaires qui affectent durablement la disponibilité énergétique et compromettent les réserves de glycogène. Il convient d’assurer un apport glucidique adapté à l’exercice et de réserver délibérément les stratégies d’entraînement à faible disponibilité glucidique à des séances légères destinées à améliorer les adaptations.
AUTEUR
Fernando Mata ( Col. AND-01053)
MSc en physiologie ; MSc en biomédecine ; MSc en nutrition ; doctorant
Directeur général du Centre d’études avancées en nutrition
