Guide complet : Hydratation et performances sportives

En l’absence de consommation d’eau, l’Homme meurt en seulement quelques jours lorsque la perte d’eau dépasse 10% de son poids corps (1).

Comme un nutriment essentiel pour l’homéostasie intra et extra cellulaire, l’eau joue un rôle important dans les fonctions biochimiques et physiologiques du corps.

D’ailleurs, l’eau est le principal composant du corps humain avec près de 50-70% de la masse totale du corps (2).

La totalité de l’eau est répartie dans le corps en deux compartiments distincts : le fluide intracellulaire et le fluide extracellulaire.

Par exemple, un homme pesant 70kg avec un poids total d’eau de 60%, aura respectivement 32,5% (22,75 L), 22,5% (15,75 L) et 5% (3,5 L) d’eau sous forme de fluide intracellulaire, espace inter-cellulaire et de plasma.

La dynamique de l’eau à l’intérieur du corps est très importante et est permise par la pression osmotique et oncotique. 

En réponse à des perturbations de volume et/ou de concentration, une coordination entre le système neuro-endocrinien et rénal s’opère afin d’en rétablir l’équilibre (voir figure ci-dessous) (3,4).

Enfin, l’eau joue un rôle très important pour la performance sportive et occupe une part importante du monitoring d’une épreuve afin de s’hydrater optimalement.

Durant l’exercice, la transpiration est la principale cause de la perte hydrique et sert de moyen au corps pour atténuer la hausse de la température interne durant l’exercice.

Durant des activités de courte durée et de forte intensité, cette perte hydrique via la transpiration est rarement préjudiciable. Toutefois, certaines activités peuvent emmener des pertes hydriques de l’ordre de 5% du poids de corps (5,6,7,8,9).

De plus, ce taux de transpiration augmente dramatiquement selon la durée et l’intensité de l’exercice mais également des vêtements que l’on porte, des conditions environnementales ainsi que des facteurs individuels.

Fait intéressant, il a été mis en évidence qu’un militaire en opération dans le désert peut perdre entre 2 et 12 L d’eau par jour tandis que lors d’une épreuve d’endurance ou d’une activité d’équipe en bonne condition ce taux se situerait entre 0,23 et 3,41 L/j (5,10,11).

Pour le sport, les footballeurs américains, du fait de leur tenue, peuvent perdre jusqu’à 8,8 L/j tandis que les coureurs dévêtis peuvent perdre 3,5 L/j pour la même durée d’épreuve et les mêmes conditions environnementales (12).

Enfin, des cas extrêmes de déshydratation ont également été observés comme celui du marathonien Olympique (1984) Roberto Salazar qui perdait près de 4 L/h (13).

Si la perte hydrique est plus importante que la consommation, des perturbations physiologiques et psychologiques peuvent apparaître dès lors que cette perte atteint 1 à 2% du poids de corps (1,4 kg pour une personne de 70 kg) (11,14-26).

Cependant, le contexte de l’activité physique est important lorsqu’il est question des effets de la déshydratation sur les performances.

La force musculaire, la puissance ou encore l’endurance à haute intensité occupent une part importante des activités sportives.

Une revue de littérature réalisée par Judelson et ses collaborateurs a mis en évidence qu’une perte hydrique de 3 à 4% du poids corporel réduisait la force musculaire de 2%, la puissance de 3% et l’endurance à haute intensité de 10% (27).

De plus, les fonctions motrices et les aptitudes athlétiques décroissent proportionnellement avec les niveaux de déshydratation (28,29).

De prime abord, ces dysfonctionnements sont rarement appréciables lors des entrainements et s’observent majoritairement sur la performance en compétition.

Les mécanismes majeurs sous-tendant les effets négatifs de la déshydratation sur la performance musculaire en anaérobie ne sont pas totalement évalués.

En effet, en application de la principale théorie érigée sur la question, les activités à haute intensité (e.g., sprints intermittents) sont affectées par des perturbations cardiovasculaires dû au besoin en oxygène et à l’élimination des produits métaboliques (27). Toutefois, cela ne s’observe pas dans toutes les performances en anaérobie (27).

Plusieurs études ont porté sur le pouvoir tampon du corps sous déshydratation mais n’ont observé aucun changement significatif du pH (30) ou des niveaux en bicarbonate après un exercice (31) susceptible d’affecter la performance anaérobie.

Un récent article a mis en évidence qu’une déshydratation (2,1 % après 24 heures sans boire) impacte négativement les fonctions neuromusculaires et diminue significativement la force, la force maximale et la vitesse de montée en force (32).

Enfin, plusieurs études (non l’intégralité des études menées (33)) vont dans ce sens et ont mis en exergue que la déshydratation pouvait augmenter le risque de blessures, tout en diminuant significativement les performances et les fonctions neuromusculaires (32,34,35).

En considérant que les effets majeurs de la déshydratation sont l’altération de la thermorégulation, du système nerveux et des fonctions métaboliques, l’effet le plus important porte sur le système cardiovasculaire via la réduction du volume plasmatique (36).

En effet, des chercheurs ont estimé qu’à chaque perte hydrique de 1% de son poids de corps, le rythme cardiaque augmente de 7 battements par minute pendant que le volume d’éjection diminue de 4,5% (à 35°C) et 2,5% (à 8°C) (37,38).

L’hydratation avant une compétition est très importante car une perte hydrique de 1,5 à 2% entraine une augmentation du temps de course pour finir un 1500m, 5000m et un 10 000m de 10,2s, 23,4s et 94,2s respectivement (39).

Durant de longs efforts (>1h) une déshydratation de 2% seulement peut produire une diminution très importante de la performance en endurance (11 ; 40).

Cependant, dans un environnement froid (2°C) une déshydratation de 3% n’a qu’une faible influence sur les exercices aérobie du fait de la réduction de la fonction cardiaques pour la dissipation de la chaleur à travers l’organisme (41).

Plusieurs travaux in vitro ont identifiés des changements métaboliques importants durant une altération du niveau d’hydratation cellulaire tels qu’une augmentation de la protéolyse et de la glycogénolyse avec un volume cellulaire réduit (42).

Parmi le peu de travaux réalisés sur les humains à ce propos, il a été reporté qu’une déshydratation (2-4%) entraînait une augmentation de l’utilisation du glycogène musculaire (36,43,44), une accumulation du lactate musculaire (36,44), une réduction de l’absorption des acides gras libres musculaire (36) ainsi qu’un plus grand ratio d’échange respiratoire (43,44) pouvant tous contribuer à une diminution des performances.

Durant des activités physiques prolongées et particulièrement dans des environnements chauds, la température du corps s’élève en fonction des facteurs entrant dans l’équation de la balance thermique :

S = M – W – E – (R+C)

S = niveau de chaleur stocké dans le corps humain ; M = niveau métabolique ; W = travail mécanique réalisé par le corps ; E = niveau total de chaleur évaporée ; R+C = échange thermique à travers la radiation et la convection.

Une augmentation de la température interne du corps (S dans l’équation) est détectée par l’hypothalamus qui va augmenter via le système nerveux sympathique la perfusion de la peau et la production de transpiration.

Dès lors, la perte de chaleur va augmenter par l’évaporation de la transpiration et la convection (R et C).

A ce propos, le volume plasmatique tient un rôle primordial dans la thermorégulation puisqu’il est le précurseur de la transpiration et du transfert de chaleur du noyau du corps à sa périphérie.

La magnitude de la déshydratation par l’augmentation de la chaleur centrale durant l’exercice est de 0,15 à 0,20°C tous les 1% de perte hydrique (38,45).

Fait intéressant, la déshydratation pour cause de forte chaleur représente près de 17% des cas de crise cardiaque chez les militaires aux USA entre 1980 et 2002 (46) et 16% chez les soldats israéliens entre 1988 et 1996 (47).

Les effets de la déshydratation lors de l’effort sont exacerbés dans un environnement chaud, avec parfois des subtilités négatives qui s’ajoutent.

En effet, il a été retrouvé que l’hyperthermie pouvait provoquer un déficit de VO2max, contrairement à la déshydratation prise isolément (21).

De plus, plusieurs investigations ont trouvé qu’une déshydratation de 2 à 7% pouvait diminuer la performance en endurance de 7 à 60% dans un environnement chaud (>30°C) (48).

Plusieurs effets de la déshydratation (2%) sur la cognition ont été rapportés dans la littérature tels qu’une diminution de la mémoire à court terme, de la concentration, des facultés de calcul et de la vigilance (49,50,51).

Conjointement, il a été observé qu’une déshydratation pouvait impacter l’affect psychologique, augmenter la sensation de fatigue et l’anxiété, tout en diminuant la vigueur d’esprit (50,51,52) ce qui se répercute in fine sur la cognition.

Fait intéressant, le maintien d’une bonne hydratation peut potentiellement améliorer les performances uniquement via son effet sur l’humeur (53).

Une hydratation optimale passe par une consommation suffisante d’eau et d’électrolytes (11 ; 54 ; 55). 

Ici, le terme « optimal » renvoie à une hydratation qui comble les besoins en eau de l’organisme, sans les dépasser.

En effet, un trop grand volume d’eau ingéré peut amener à l’hyponatrémie, des dysfonctionnements neurologiques et même entrainer la mort (56 ; 57).

Plusieurs plans d’hydratation sont disponibles sur internet et/ou dans les livres avec des phrases généralisantes telle que : un athlète doit consommer « X » volumes d’eau tous les « Y » minutes.

Or, cela ne tient absolument pas compte des différences inter-individuelles des athlètes, leur type d’effort et l’environnement.

Pour calculer son niveau de transpiration individuel, un athlète doit se peser avant et après un exercice de 30 à 60 minutes dans les conditions spécifiques du jour de la compétition (heure, température, vêtements, etc.).

Entre les mesures, l’athlète ne doit pas manger, boire, uriner ou déféquer. Dès lors, l’athlète pourra déterminer son niveau de transpiration en soustrayant son poids post exercice à celui pré exercice et connaître précisément le volume hydrique à remplacer.

Comme le niveau de transpiration fluctue selon l’acclimatation de l’individu, ces calculs sont à réaliser régulièrement.

Pour réaliser un plan d’hydratation adéquat, il est également important de prendre en compte le timing et les opportunités dont l’athlète bénéficie pour s’hydrater (11 ; 58).

En effet, les athlètes qui peuvent régulièrement s’hydrater devront consommer préférentiellement de petites quantités de boisson régulièrement. A contrario, les athlètes qui ne peuvent boire régulièrement durant les épreuves devront boire de plus importantes quantités au moment opportun (59 ; 60).

Également, il peut être intéressant de boire des boissons fraîches (54 ; 61 ; 62) pouvant aider la thermorégulation durant l’exercice (63 ; 64).

De plus, d’autres stratégies, comme boire dans des gourdes graduées, permettent d’avoir un meilleur contrôle de son hydratation.

Enfin, des études ont démontré qu’il est toujours intéressant de s’hydrater, même à très petites doses (29 ; 65 ; 66).

Certaines stratégies globales sont référencées afin d’aiguiller les athlètes selon leur activité (voir le tableau ci-dessous) :

Il n’est pas rare que des athlètes commencent une compétition déshydratée (67 ; 68 ; 69), surtout si plusieurs types d’exercices ont lieu sur une courte période comme lors des tournois (12).

Pour une pré hydratation optimale, les athlètes devraient consommer 500 mL d’eau 2 heures avant un effort (11).

Plusieurs évidences indiquent qu’une forte hydratation (overhydratation) améliore la thermorégulation et prévient la déshydratation durant l’exercice (70 ; 71).

Toutefois, une forte hydratation s’accompagne également de quelques désagréments comme la nécessité de faire davantage de pause afin d’uriner.

Pour y remédier, un mélange d’eau et de glycérol a présenté des effets bénéfiques comme le maintien d’une bonne hydratation, une amélioration de la perception de l’effort et une amélioration des performances avec un besoin d’uriner réduit.

Point sur le glycérol, seul un glycérol titré à un taux supérieur à 65% est réellement intéressant. 

Le sodium jouant un rôle osmotique important dans la rétention d’eau et sa réhydratation , la plupart des boissons pour le sport vendues en magasins spécialisés en contiennent.

Toutefois, une étude a mis en évidence que la concentration en sodium des boissons pour le sport était insuffisante pour palier à la perte en sodium lors d’un effort long (72).

Dès lors, des athlètes utilisent régulièrement des tablettes de sodium durant les efforts pour maximiser leur hydratation durant l’effort. 

De plus, la prise de sodium à haut volume peut amener à stimuler la consommation hydrique et permettre in fine une hydratation optimale (73 ; 74 ; 75)

Enfin, il est intéressant pour les athlètes de consommer suffisamment de sodium dans la journée au cours des repas avec un minimum de 2gr par jour en plus de ces boissons (76,77).

L’ajout de glucides à la consommation hydrique a souligné une amélioration des performances lors d’épreuves d’une durée supérieure à 1 heure (54 ; 78 ; 79).

En plus d’augmenter la disponibilité des substrats pour la production d’ATP, les glucides permettent de promouvoir la consommation hydrique du fait de l’augmentation de la palatabilité et de l’absorption intestinale d’eau et de sodium (80 ; 81 ; 82).

Fait intéressant, il semble que le mélange de plusieurs glucides (e.g., glucose, sucrose et fructose) présente des bénéfices supplémentaires à une seule source de glucide (83 ; 84), avec des meilleurs résultats pour un mélange de glucose et de fructose (85).

Toutefois, plusieurs études indiquent que la concentration en fructose ne doit pas dépasser 2% à 3% afin d’éviter un stress gastro intestinal (83 ; 86).

Egalement, pour éviter des désagréments gastriques, la concentration en glucide ne devrait pas dépasser 4 à 10 % (44 ; 85 ; 87 ; 88).

Enfin, pour éviter au maximum les désagréments gastriques, certains types de glucides (très chers), tels que le Vitargo et le Waxy Maize, peuvent être utilisés. 

Les premiers symptômes d’une déshydratation modérée sont la sensation de soif, un inconfort général et une irritabilité qui progresse en des maux de tête, une fatigue, des crampes, des nausées et une diminution des performances (55).

Une déshydratation est reconnaissable à l’aspect de la salive, laquelle devient pâteuse (89).

La couleur de l’urine démontre également une déshydratation (90).

Nous avons vu à travers cet article qu’un manque d’attention porté sur l’hydratation des athlètes peut engendrer une perte de performance significative durant les épreuves (et bien d’autres désagréments).

Ce faisant, il est nécessaire de consommer suffisamment d’eau, avant, pendant et après l’effort avec l’ajout d’électrolytes et parfois même de glucides afin d’avoir une hydratation optimale.