HIIT : une étude explique comment les mitochondries deviennent plus efficaces

L’entraînement fractionné de haute intensité (HIIT) est réputé pour faire progresser rapidement la condition physique - et une nouvelle étude apporte un élément d’explication.

Après huit semaines de HIIT, les muscles n’ont pas seulement augmenté leur quantité de mitochondries : l’intérieur de ces mitochondries s’est aussi modifié d’une façon qui pourrait les rendre plus performantes pour produire de l’énergie.

Des « centrales » plus efficaces

Des chercheurs de l’Université du Danemark du Sud ont analysé en détail des biopsies musculaires prélevées avant et après le programme d’entraînement.

Ils ont observé une hausse du nombre de mitochondries, mais également une augmentation de la membrane interne active des mitochondries, appelée les crêtes (cristae) - la zone où se déroule la production d’énergie.

« Nous avons analysé des échantillons musculaires provenant des participants à notre étude », a déclaré Martin Eisemann de Almeida, chercheur postdoctoral à l’Université du Danemark du Sud.

« Nous avons pu mesurer que le nombre de mitochondries avait augmenté après huit semaines d’entraînement et, point essentiel, nos mesures ont montré que la membrane active à l’intérieur des mitochondries s’était aussi étendue. L’entraînement ne crée donc pas seulement davantage de centrales, mais des centrales plus efficaces. »

Pourquoi les crêtes (cristae) comptent autant

On décrit souvent les mitochondries comme les « centrales » de la cellule. L’image est utile, mais elle masque un détail important : une mitochondrie n’est pas un simple petit « amas » qui fabrique de l’énergie.

Sa membrane interne forme des replis serrés - les crêtes (cristae) - et c’est précisément sur ces replis que se trouvent les mécanismes qui produisent l’ATP.

En règle générale, une plus grande surface de crêtes signifie davantage d’« espace de travail » pour générer de l’énergie. Ainsi, si l’entraînement augmente la quantité de crêtes, cela suggère que les mitochondries peuvent produire plus d’énergie sans uniquement se multiplier.

Dans cette étude, la densité des crêtes a augmenté après la période de HIIT. Cela indique des mitochondries plus efficaces, et pas simplement plus nombreuses.

Une capacité à améliorer les systèmes énergétiques

L’effet ne s’est pas limité aux participants en bonne santé. Les chercheurs ont mis en évidence des modifications mitochondriales similaires chez des hommes en surpoids ainsi que chez des hommes atteints de diabète de type 2.

C’est un point important, car il remet en cause une idée répandue selon laquelle le diabète pourrait diminuer la capacité du muscle à s’adapter à l’exercice. D’après cette étude - au moins dans ce groupe - la capacité à « répondre » à l’entraînement était toujours présente.

Les résultats contestent donc l’idée que les personnes ayant un diabète de type 2 seraient condamnées à une capacité réduite d’amélioration des systèmes énergétiques musculaires. Le message se rapproche plutôt de : la machinerie peut encore s’adapter.

Ce qui distingue cette étude

De nombreuses recherches ont déjà montré que l’entraînement d’endurance ou le HIIT peut augmenter le contenu mitochondrial. Ce qui s’avère plus difficile à démontrer, ce sont les changements fins de la structure interne - les crêtes (cristae) - surtout lorsque l’ampleur de l’effet reste modeste.

Selon l’équipe, la différence tient à la précision des mesures et à un travail particulièrement lourd.

« Nous avons passé un an à analyser manuellement environ 11 000 mitochondries individuelles. Cela a permis de détecter une variation d’environ 7 % de la membrane active - une différence que les études d’entraînement précédentes n’étaient pas parvenues à mettre en évidence », a indiqué Eisemann de Almeida.

C’est ce type d’analyse minutieuse qui leur a permis d’identifier des améliorations structurelles susceptibles d’avoir échappé à des travaux antérieurs moins détaillés.

L’étude a porté sur 44 hommes répartis en trois groupes : 15 hommes atteints de diabète de type 2, 15 hommes en surpoids mais sans diabète (appariés), et 18 hommes de poids normal. Tous ont suivi un programme de HIIT pendant huit semaines.

Les chercheurs ont réalisé des biopsies musculaires - de petits prélèvements de tissu musculaire - avant et après la période d’entraînement. Ces échantillons ont ensuite servi à évaluer le nombre de mitochondries et la structure des crêtes.

Ce que ces résultats pourraient impliquer en pratique

L’implication principale est assez simple : l’entraînement pourrait améliorer la production d’énergie dans le muscle non seulement en augmentant le nombre de mitochondries, mais aussi en améliorant leur « qualité » - c’est-à-dire la quantité de membrane active disponible pour fabriquer l’ATP.

À long terme, cela pourrait contribuer à expliquer les progrès d’endurance et de fonction physique. Cela pourrait également compter pour la santé métabolique, d’autant que la même adaptation apparaît chez des personnes atteintes de diabète de type 2.

« Quel est le résultat le plus important ? En plus d’augmenter le nombre de mitochondries, l’entraînement accroît aussi la quantité de membrane active - les crêtes - à l’intérieur, ce qui améliore probablement leur capacité à fournir de l’énergie », a déclaré Eisemann de Almeida.

Limites de l’étude

Les chercheurs restent prudents quant aux conclusions possibles. L’étude était de taille modeste et ne portait que sur des hommes. Elle ne permet pas non plus de savoir si les modifications des crêtes se maintiennent sur le long terme.

« Il s’agit d’une petite étude incluant uniquement des hommes ; pour tirer des conclusions plus solides sur l’effet, il faut la reproduire dans des groupes plus larges et plus diversifiés », a précisé Eisemann de Almeida.

Il a également indiqué qu’un entraînement poursuivi aiderait probablement à maintenir ces changements ou à les renforcer, tandis qu’un arrêt de l’entraînement laisserait vraisemblablement les mitochondries revenir progressivement vers leur niveau de départ.

Cette étude ajoute une nuance utile au récit habituel selon lequel « l’exercice augmente les mitochondries ». Elle suggère que le HIIT pourrait aussi remodeler l’intérieur des mitochondries, en augmentant la surface de membrane plissée où l’énergie est produite.

En clair : l’exercice ne se contente pas de fabriquer davantage de moteurs - il pourrait aussi les régler pour qu’ils fonctionnent mieux.

Et le fait que ce remodelage apparaisse chez des hommes atteints de diabète de type 2 est particulièrement encourageant, car cela suggère que la capacité d’adaptation du muscle pourrait être plus robuste que beaucoup ne le pensent.