Effort physique / Physical effort
l’Effort physique
On ne peut dissocier l’effort physique du contexte global de l’alpinisme. L’activité alpine entraîne une dépense accrue d’énergie et une adaptation des différentes fonctions de l’organisme. Il faut savoir que la marche rapide consomme six fois plus de calories que la station debout prolongée, et l’escalade dix fois plus. En outre, il y a perte d’eau avec perturbation de l’équilibre en sels minéraux.
Afin de mieux comprendre l’importance des moyens dont nous disposons pour lutter contre l’agression de l’effort physique sur notre organisme et qui se traduit par la fatigue, il est nécessaire de connaître le processus de formation de l’énergie musculaire.
—Énergie musculaire—
L’ensemble de l’appareil musculaire représente près du tiers du poids du corps. Le muscle est une machine qui transforme l’énergie chimique en énergie mécanique qui est la force motrice du mouvement. C’est le dernier maillon d’une chaîne de fonctions qui regroupe le coeur, le système nerveux, la thermorégulation, l’apport énergétique, l’oxygénation et l’évacuation des déchets. La réaction qui produit l’énergie musculaire peut se résumer de la façon suivante:
Nutriments + oxygène = énergie mécanique + chaleur + déchets
Les nutriments sont les combustibles, glucides, protides et lipides, produits par la digestion des aliments.
L’oxygène permet l’oxydation des nutriments et la production de l’énergie (processus énergétique aérobie). Certains efforts brefs et violents peuvent se faire en l’absence d’oxygène (processus énergétique anaérobie).
L’énergie mécanique produite par la contraction musculaire est la force motrice du mouvement.
Comme les moteurs à explosion, la machine musculaire a un mauvais rendement. Seulement 25% de l’énergie musculaire est transformée en énergie mécanique alors que le reste est transformé en chaleur. Cette chaleur est transportée vers la peau par le sang et c’est l’évaporation de la sueur qui permet d’éliminer les calories superflues. La perte hydrique engendrée par la sueur devra être compensée par la boisson.
Les déchets sont les produits finaux des réactions énergétiques. C’est l’acide lactique lors de réactions de type anaérobie. L’accumulation d’acide lactique provoque les crampes. C’est également le gaz carbonique, déchet classique des réactions de type aérobie.
Pour le montagnard qui fourni en général des efforts soutenus de moyenne puissance, la voie aérobie de production de l’énergie est la plus importante; c’est la voie énergétique de l’endurance. En présence d’oxygène, toutes les substances nutritives sont utilisées jusqu’à leur dégradation complète.
Glucides, Lipides et Protides + Oxygène = Energie + CO2 + H2O + Chaleur
Cependant, la mise en place de la voie aérobie est retardée par l’inertie du système d’échanges gazeux. Elle est déclenchée au début de l’effort mais ne devient efficace qu’après quelques minutes.
En début d’effort l’énergie est produite par la voie anaérobie. Il existe deux sources de production d’énergie en l’absence d’oxygène. La première résulte de la dégradation du phosphagène (ou créatine phosphate) et la deuxième de la dégradation du glycogène avec production d’acide lactique. Le glycogène est le nom donné aux glucides de réserve stockés dans les muscles et le foie.
Le phosphagène est la substance de démarrage. Son intérêt est la faculté de libérer instantanément une grande quantité d’énergie, l’ATP (adénosine triphosphate), à la puissance maximale selon le processus suivant:
ATP = ADP (adénosine phosphate) + acide phosphorique + énergie
Mais toute dégradation d’ATP exige sa réparation dans le but d’entretenir la prochaine contraction musculaire. Or cette réparation se fait au dépend du glucose, d’où l’importance des glucides dans la production de l’énergie musculaire.
—Constitution du muscle—
Le tissu musculaire est constitué de fibres assemblées en faisceaux. Il y a deux types de fibres: les fibres à contraction lente adaptées à l’effort d’intensité moyenne de longue durée, et les fibres à contraction rapide capables de soutenir des efforts violents de brève durée. Chaque muscle contient les deux types de fibres selon un pourcentage qui dépend de la spécialité et du niveau d’entraînement.
Les fibres à contraction lente sont richement vascularisées pour permettre un meilleur afflux d’oxygène et de nutriments. Elles contiennent de nombreuses enzymes indispensables au processus énergétique aérobie. Les muscles où prédomine ce type de fibres sont adaptés à l’effort long, régulier, d’une puissance toujours inférieure aux possibilités maximales – c’est l’endurance. La randonnée à pied ou à ski, l’ascension mixte de difficulté moyenne, font appel à ce type de muscles.
Les fibres à contraction rapide sont particulièrement bien adaptées au métabolisme anaérobie. Ce sont les fibres de l’effort bref d’intensité maximale – c’est la résistance. Elles sont mises à contribution lors de l’escalade technique soutenue, de passages athlétiques en ascension mixte, de remontée de couloirs, goulottes et cascades de glace.
—Alimentation—
Lors d’une marche en montagne les pertes caloriques s’élèvent à environ 350 kcal/heure, auxquelles il faut ajouter 100 kcal/heure pour lutter contre le froid. Pour une course de 7 heures, la perte calorique est donc de 7 x 450 kcal/heure soit 3150 kcal. A cela il faut ajouter la perte due à l’activité journalière restante, soit quelques 1500 Kcal.
Il est difficile, du fait de la diversité des facteurs qui interviennent, d’établir avec précision les besoins caloriques de la thermos-régulation. D’après les études de Johnson et Kark, le besoin calorique entraîné par la thermos-régulation, devrait être augmenté ou diminué de 5% lorsque la température variait de + ou – 10 degrés par rapport à une moyenne considérée comme normale.
Les 4650 kcal de perte seront compensées le soir ou le lendemain par une alimentation plus abondante et plus riche. Cependant, l’apport journalier peut difficilement dépasser 4000 kcal d’où un déficit calorique au-delà de 5 à 6 heures d’effort, déficit comblé par un prélèvement sur la masse graisseuse.
S’il est admis que l’alimentation de l’effort doit être riche en hydrates de carbones (glucides), leur importance varie selon les spécialistes. A mon avis, la proportion des glucides, des lipides et des protides n’est pas la même selon que l’on fait une course de un à deux jours ou une course de plusieurs jours en altitude. A titre indicatif on pourrait donner les proportions suivantes:
| Nutriments | une semaine | 2 jours |
|---|---|---|
| Glucides | 70% | 55% |
| Lipides | 20% | 30% |
| Protides | 10% | 15% |
En outre, il est important de respecter les rapports suivants:
Calories des sucres raffinés / Calories totales < ou = à 1/10
Protides animaux / Protides végétaux > ou = 1
Lipides animaux / Lipides végétaux < ou = 3/5
De nombreux ouvrages traitant de la diététique de l’effort proposent des menus et publient des tableaux d’équivalence calorique. Reproduire cette information nous conduirait au-delà du but de ce site. Il suffit de donner les quelques conseils suivants.
La veille d’une course consommer de préférence des glucides lents sous la forme de pâtes (pas trop cuites), de riz ou de pommes de terre.
Le matin de la course prendre des farineux (flocons d’avoine, Bircher muesli, pain complet, etc.), du fromage, des oléagineux (noix, amandes…), et surtout boire suffisamment.
Pendant la course, consommer des glucides rapides (surtout fructose) sous forme de fruits secs, de pâtes de fruits, de dattes, de tablettes agglomérées, etc., et… boire régulièrement ! Au retour de la course, reconstituer les réserves en viande et légumes frais.
Mais surtout évitez de constituer votre menu uniquement en fonction des recommandations diététiques, manger selon ses goûts et son envie est également important.
—Ration alimentaire—
On peut déterminer la constitution d’une ration alimentaire en fonction des besoins caloriques estimés.
En dehors des courses, un montagnard devrait absorber 3500 kcal/jour. Le tableau ci-dessous donne une indication sur la quantité (en grammes) de nutriments à consommer.
| Nutriments | Répartition | kcal | kcal/g | Grammes |
|---|---|---|---|---|
| Glucides | 55% | 1950 | 4 | 480 |
| Lipides | 30% | 1050 | 9 | 120 |
| Protides | 15% | 525 | 4 | 130 |
| Total | 100% | 3500 | – | – |
Pour un séjour en altitude excédant deux à trois jours il est bon de prévoir un apport complémentaire de sels (sodium, potassium) et éventuellement de vitamines B1, B2 et C.
—Boisson—
Pendant l’effort il est recommandé de boire 100 à 120 ml de liquide toutes les 20 minutes. On peut préconiser un mélange d’eau (1 litre) + citrons pressés (2) + miel (4 cuillères à café) + sel (200 à 400 mg).
Se souvenir que boire et plus important que manger. Pour une course engagée, prendre un petit réchaud afin de faire fondre la neige et boire chaud. Une ration de survie au fond du sac peut aussi rendre service.
Physical effort
Physical effort cannot be dissociated from the overall context of mountaineering. Alpine activity involves an increased expenditure of energy and an adaptation of the body’s various functions. It’s worth noting that brisk walking consumes six times more calories than prolonged standing, and climbing ten times more. What’s more, water is lost and the body’s balance of mineral salts is upset.
In order to better understand the importance of the means available to us to fight against the aggression of physical effort on our organism, which results in fatigue, it is necessary to understand the process by which muscular energy is formed.
—Muscular energy—
L’ensemble de l’appareil musculaire représente près du tiers du poids du corps. Le muscle est une machine qui transforme l’énergie chimique en énergie mécanique qui est la force motrice du mouvement. C’est le dernier maillon d’une chaîne de fonctions qui regroupe le coeur, le système nerveux, la thermorégulation, l’apport énergétique, l’oxygénation et l’évacuation des déchets. La réaction qui produit l’énergie musculaire peut se résumer de la façon suivante:
Nutriments + oxygène = énergie mécanique + chaleur + déchets
Les nutriments sont les combustibles, glucides, protides et lipides, produits par la digestion des aliments.
L’oxygène permet l’oxydation des nutriments et la production de l’énergie (processus énergétique aérobie). Certains efforts brefs et violents peuvent se faire en l’absence d’oxygène (processus énergétique anaérobie).
L’énergie mécanique produite par la contraction musculaire est la force motrice du mouvement.
Comme les moteurs à explosion, la machine musculaire a un mauvais rendement. Seulement 25% de l’énergie musculaire est transformée en énergie mécanique alors que le reste est transformé en chaleur. Cette chaleur est transportée vers la peau par le sang et c’est l’évaporation de la sueur qui permet d’éliminer les calories superflues. La perte hydrique engendrée par la sueur devra être compensée par la boisson.
Les déchets sont les produits finaux des réactions énergétiques. C’est l’acide lactique lors de réactions de type anaérobie. L’accumulation d’acide lactique provoque les crampes. C’est également le gaz carbonique, déchet classique des réactions de type aérobie.
Pour le montagnard qui fourni en général des efforts soutenus de moyenne puissance, la voie aérobie de production de l’énergie est la plus importante; c’est la voie énergétique de l’endurance. En présence d’oxygène, toutes les substances nutritives sont utilisées jusqu’à leur dégradation complète.
Glucides, Lipides et Protides + Oxygène = Energie + CO2 + H2O + Chaleur
Cependant, la mise en place de la voie aérobie est retardée par l’inertie du système d’échanges gazeux. Elle est déclenchée au début de l’effort mais ne devient efficace qu’après quelques minutes.
En début d’effort l’énergie est produite par la voie anaérobie. Il existe deux sources de production d’énergie en l’absence d’oxygène. La première résulte de la dégradation du phosphagène (ou créatine phosphate) et la deuxième de la dégradation du glycogène avec production d’acide lactique. Le glycogène est le nom donné aux glucides de réserve stockés dans les muscles et le foie.
Le phosphagène est la substance de démarrage. Son intérêt est la faculté de libérer instantanément une grande quantité d’énergie, l’ATP (adénosine triphosphate), à la puissance maximale selon le processus suivant:
ATP = ADP (adénosine phosphate) + acide phosphorique + énergie
Mais toute dégradation d’ATP exige sa réparation dans le but d’entretenir la prochaine contraction musculaire. Or cette réparation se fait au dépend du glucose, d’où l’importance des glucides dans la production de l’énergie musculaire.
—Muscle constitution—
Le tissu musculaire est constitué de fibres assemblées en faisceaux. Il y a deux types de fibres: les fibres à contraction lente adaptées à l’effort d’intensité moyenne de longue durée, et les fibres à contraction rapide capables de soutenir des efforts violents de brève durée. Chaque muscle contient les deux types de fibres selon un pourcentage qui dépend de la spécialité et du niveau d’entraînement.
Les fibres à contraction lente sont richement vascularisées pour permettre un meilleur afflux d’oxygène et de nutriments. Elles contiennent de nombreuses enzymes indispensables au processus énergétique aérobie. Les muscles où prédomine ce type de fibres sont adaptés à l’effort long, régulier, d’une puissance toujours inférieure aux possibilités maximales – c’est l’endurance. La randonnée à pied ou à ski, l’ascension mixte de difficulté moyenne, font appel à ce type de muscles.
Les fibres à contraction rapide sont particulièrement bien adaptées au métabolisme anaérobie. Ce sont les fibres de l’effort bref d’intensité maximale – c’est la résistance. Elles sont mises à contribution lors de l’escalade technique soutenue, de passages athlétiques en ascension mixte, de remontée de couloirs, goulottes et cascades de glace.
—Nutrition—
When walking in the mountains, you lose around 350 kcal/hour, to which you must add 100 kcal/hour to combat the cold. For a 7-hour run, the calorie loss is therefore 7 x 450 kcal/hour, i.e. 3150 kcal. To this must be added the loss due to the remaining daily activity, i.e. some 1500 kcal.
Because of the diversity of factors involved, it is difficult to establish the precise calorific requirements of thermoregulation. According to studies by Johnson and Kark, the caloric requirement caused by thermoregulation should be increased or decreased by 5% when the temperature varies by + or – 10 degrees in relation to an average considered to be normal.
The 4650 kcal lost will be made up in the evening or the next day by eating more and richer food. However, it is difficult to exceed a daily intake of 4,000 kcal, so there will be a calorie deficit after 5 to 6 hours of exercise, which will be made up by fat loss.
While it is generally accepted that exercise nutrition should be rich in carbohydrates, the importance of these varies from one specialist to another. In my opinion, the proportion of carbohydrates, lipids and proteins is not the same depending on whether you are doing a one- or two-day race or a race lasting several days at altitude. As a rough guide, we could give the following proportions:
| Nutrients | one week | 2 days |
|---|---|---|
| Carbohydrates | 70% | 55% |
| Lipids | 20% | 30% |
| Proteins | 10% | 15% |
In addition, it is important to respect the following ratios:
Calories from refined sugars / Total calories < or = 1/10
Animal proteins / Plant proteins > or = 1
Animal fat / Plant fat < or = 3/5
Many books dealing with exercise nutrition offer menus and publish calorie equivalence tables. Reproducing this information would go beyond the scope of this site. All we need to do is give you the following advice.
The day before a race, preferably eat slow carbohydrates in the form of pasta (not overcooked), rice or potatoes.
On the morning of the race, eat some flour (oatmeal, Bircher muesli, wholemeal bread, etc.), cheese and oilseeds (walnuts, almonds, etc.), and above all drink enough.
During the race, eat fast carbohydrates (especially fructose) in the form of dried fruit, fruit pastes, dates, agglomerated tablets, etc., and… drink regularly! When you return from the race, replenish your reserves with fresh meat and vegetables.
But above all, don’t base your menu solely on dietary recommendations, eating according to your own tastes and desires is just as important.
—Food rations—
The composition of a food ration can be determined on the basis of estimated calorie requirements.
Outside of racing, a mountaineer should consume 3500 kcal/day. The table below gives an indication of the quantity (in grams) of nutrients to be consumed.
| Nutrients | Breakdown | kcal | kcal/g | Grams |
|---|---|---|---|---|
| Carbohydrates | 55% | 1950 | 4 | 480 |
| Lipids | 30% | 1050 | 9 | 120 |
| Protein | 15% | 525 | 4 | 130 |
| Total | 100% | 3500 | – | – |
Rations according to nutrients
For a stay at altitude of more than two or three days, it’s a good idea to take extra salts (sodium, potassium) and possibly vitamins B1, B2 and C.
—Drink—
During exercise, we recommend drinking 100 to 120 ml of fluid every 20 minutes. A mixture of water (1 litre) + squeezed lemons (2) + honey (4 teaspoons) + salt (200 to 400 mg) is recommended.
Remember that drinking is more important than eating. If you’re on a long run, take a small stove to melt the snow and drink warm. A survival ration at the bottom of your pack can also help.
