La β-alanine est actuellement l’un des compléments sportifs les plus populaires chez les athlètes de force et de puissance. Sa popularité tient à son pouvoir tampon intracellulaire dans le muscle squelettique, qui permet de retarder la fatigue pendant les exercices de haute intensité.
Ce complément est un acide aminé non protéique qui ne semble pas posséder de potentiel ergogène à lui seul. Une fois ingéré, il se combine toutefois à l’histidine lors d’une réaction catalysée par l’enzyme carnosine synthase. Le pKa du cycle imidazole du résidu d’histidine permet alors une action tampon très efficace sur le pH intracellulaire dans le muscle squelettique et d’autres organes.
La carnosine est présente en abondance dans les tissus excitables, comme le muscle squelettique, le cœur et certaines régions du cerveau. Chez l’humain, ses concentrations les plus élevées se trouvent néanmoins dans les muscles, en particulier dans les fibres de type II.
Bagchi, D., Nair, S., & Sen, C. K. (Eds.). (2018). Nutrition and enhanced sports performance: muscle building, endurance, and strength. Academic Press.
La β-alanine est produite par l’organisme dans le foie à partir de la dégradation de l’uracile, avec une autre voie de synthèse dans l’intestin et les reins. Les chercheurs estiment toutefois que cette synthèse endogène reste assez faible, même en y ajoutant les apports alimentaires. Ceux-ci proviennent surtout d’aliments d’origine animale, dont il faudrait consommer des quantités peu pratiques au quotidien.
Pour rechercher certains bénéfices, la supplémentation en β-alanine pourrait donc être le seul moyen, ou le plus simple, d’augmenter le taux de carnosine. La β-alanine est en effet considérée comme le facteur limitant de sa vitesse de synthèse. L’objectif de la supplémentation est ainsi d’augmenter la teneur en carnosine du muscle squelettique, ce qui améliore le pouvoir tampon intracellulaire ainsi que d’autres fonctions que nous aborderons sous l’angle clinique, un domaine dans lequel beaucoup de recherches restent à mener…
Plusieurs fonctions physiologiques ont été attribuées à la carnosine dans le muscle squelettique, notamment une activité antioxydante et une protection contre la glycation et la carbonylation des protéines. Ses propriétés antioxydantes ont été démontrées par sa capacité à éliminer les espèces réactives de l’oxygène (ROS). Cette capacité tient principalement à sa composante histidine, tandis que la β-alanine s’est révélée inefficace comme antioxydant à elle seule.
L’exercice de haute intensité provoque une réponse importante au stress oxydatif, entraînant une inflammation et des lésions musculaires. Atténuer ce stress oxydatif est bénéfique pour la récupération qui suit. Cependant, l’étude de la carnosine comme antioxydant in vivo s’est limitée aux modèles animaux, chez lesquels différentes fonctions physiologiques ont été mises en évidence. Son efficacité antioxydante chez l’humain reste donc largement à explorer.
Des études in vitro sur des fibres musculaires humaines et animales ont également attribué d’autres fonctions à la carnosine : augmentation de la sensibilité au calcium, régulation de sa dynamique — notamment de sa libération et de sa recapture par le réticulum sarcoplasmique — et amélioration du couplage excitation-contraction musculaire.
Une étude récente chez l’humain n’a cependant pas confirmé l’hypothèse selon laquelle une augmentation de la carnosine accroîtrait le calcium, sa libération et la sensibilité à celui-ci. Elle a en revanche étayé l’idée que la carnosine puisse améliorer sa recapture. D’autres études sont manifestement nécessaires pour préciser ces rôles physiologiques. Malgré certaines controverses, la fonction de tampon intracellulaire de la carnosine est incontestable : sa chaîne latérale, c’est-à-dire le cycle imidazole, possède un pKa de 6,83, qui lui confère nécessairement un pouvoir tampon physicochimique.
Autre point intéressant : la carnosine s’est révélée capable de chélater des ions comme le cuivre et de limiter l’accumulation excessive de zinc, susceptible d’entraîner une peroxydation des lipides et des lésions cellulaires. Elle a également montré une action protectrice contre la formation de produits finaux de lipoxydation et de glycation avancée, retardant le vieillissement et pouvant contribuer à prévenir diverses maladies.
Parmi les autres nouveautés des recherches de ces dernières années figurent la supplémentation en β-alanine et son rôle important comme antioxydant dans le cerveau. L’une des premières études sur la supplémentation en β-alanine et la fonction cérébrale a été menée par Murakami et Furuse (2010). Après avoir enrichi l’alimentation de souris en β-alanine pendant environ 5 semaines, ils ont observé une augmentation significative de la teneur en carnosine dans le cortex cérébral et l’hypothalamus. Ces hausses étaient associées à une augmentation du facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF), exerçant un effet neuroprotecteur, ainsi qu’à une diminution de la concentration d’acide 5-hydroxyindolacétique, un métabolite de la sérotonine, malgré l’exposition des rongeurs à des conditions stressantes (composés anxiolytiques).
Le mécanisme associant l’augmentation de la carnosine cérébrale et le maintien de l’expression du BDNF dans l’hippocampe est mal connu. Il est probablement lié au rôle neuroprotecteur de la carnosine, par son action antioxydante. Le stress oxydatif et l’inflammation cérébrale pourraient faire partie des conséquences des événements physiologiques qui contribuent au trouble de stress post-traumatique, mais aussi participer à la neurodégénérescence cognitive et à celle associée au traumatisme crânien léger (mTBI).
Une étude récente de Hoffman et al. (2017) a examiné les bénéfices d’une supplémentation en β-alanine sur les réponses cognitives et comportementales liées au mTBI. Elle a également étudié les effets de son ingestion sur l’expression de protéines inflammatoires, de neurotrophines et de la protéine tau dans l’hippocampe.
Les résultats ont indiqué que 30 jours de consommation de β-alanine chez les rats réduisaient efficacement l’incidence d’un phénotype similaire au mTBI. Les animaux semblaient également présenter une réponse inflammatoire réduite — avec une atténuation de la protéine acide fibrillaire gliale — et une expression accrue du BDNF dans certaines régions de l’hippocampe, par rapport aux rats exposés au traumatisme et nourris normalement. Cette étude a apporté de premiers éléments montrant que 30 jours de supplémentation en β-alanine peuvent accroître la résistance aux réponses similaires au mTBI chez les animaux exposés et étayer un éventuel rôle antioxydant de concentrations élevées de carnosine.
BIBLIOGRAPHIE
- Bagchi, D., Nair, S., & Sen, C. K. (Eds.). (2018). Nutrition and enhanced sports performance: muscle building, endurance, and strength. Academic Press.
- Hoffman, J. R., Zuckerman, A., Ram, O., Sadot, O., Stout, J. R., Ostfeld, I., et al. (2017). Behavioral and inflammatory response in animals exposed to a low-pressure blast wave and supplemented with β-alanine. Amino Acids, 49, 871–886.
- Hoffman, J. R., Varanoske, A., & Stout, J. R. (2018). Effects of β-alanine supplementation on carnosine elevation and physiological performance. In Advances in food and nutrition research (Vol. 84, pp. 183-206). Academic Press.
- Trexler, E. T., Smith-Ryan, A. E., Stout, J. R., Hoffman, J. R., Wilborn, C. D., Sale, C., et al. (2015). International society of sports nutrition position stand: Beta-alanine. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 12, 30.
- Murakami, T., & Furuse, M. (2010). The impact of taurine-and beta-alanine-supplemented diets on behavioral and neurochemical parameters in mice: Antidepressant versus anxiolytic-like effects. Amino Acids, 39, 427–434.
AUTEUR
Marcos Rueda Córdoba
- Diplômé en nutrition humaine et diététique (UGR), titulaire d’un master officiel en nutrition appliquée à l’activité physique et au sport (UCAM). Anthropométriste ISAK I, créateur de contenus et de formations spécialisées en nutrition sportive, en ligne et en présentiel. Enseignant au Grupo San Valero (Universidad San Jorge, Saragosse).
- Consultations de nutrition en présentiel à Grenade et en ligne.
