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HMB et performances sportives

Certains acides aminés, comme la Leucine et son métabolite l’alpha-ketoisocaproate (KIC), ont récemment étaient projetés en avant après que plusieurs études aient souligné leur capacité à diminuer le catabolisme protéique (1,2).

Ces effets sont liés à un métabolite de la leucine, le beta-hydroxy-beta-methylbutyrate ou plus couramment appelé HMB (3).

En effet, il a été démontré sur des rats et des poulets que le HMB pouvait diminuer le catabolisme protéique de 80% et augmenter la synthèse protéique de 20% des muscles squelettiques (2).

Basé sur ces observations le HMB a ensuite été employé comme stratégie afin de diminuer l’atrophie musculaire chez les patients atteints de cachexie et de sarcopénie ou encore pour maximiser la prise de muscle chez les sportifs s’entrainant en musculation (4,5,6,7).

Ainsi, cet article mettra en lumière les récentes études autour d’une supplémentation en HMB.

Supplémentation en HMB

De manière endogène, le HMB est produit en faible quantité dans le corps à raison de 0,2 à 0,4 g de HMB / jour à partir de la leucine ingérée (retrouvée en majorité dans les protéines animales et les produits laitiers) pour un individu de 70 kg.

De plus, le HMB est présent dans certains aliments en très petite quantité, tels que les agrumes ou le poisson (3).

Fait intéressant, la plupart des études pointent des effets liés à une supplémentation en HMB à partir de 3 g/j (8).

Dès lors, il est très difficile d’en obtenir une dose conséquente via l’alimentation et c’est la raison pour laquelle la supplémentation en HMB est priorisée.

A ce titre, une supplémentation de HMB à raison de 3 g/j pendant 8 semaines a permis une diminution du cholestérol total de 5,8%, du cholestérol LDL de 7,3% et de la pression artérielle de 4,4 mmHg, en comparaison avec un groupe placebo (9).

Enfin, une équipe a observé qu’une supplémentation en HMB à raison de 5,3 g/j pendant 8 semaines consécutives n’avait eut aucun effet délétère sur la santé chez des jeunes adultes (10).

Effets d’une supplémentation sur la performance et la composition corporelle

Supplémentation en HMB sur des personnes non-entraînées

L’équipe de Nissen et ses collaborateurs est la première a avoir testé différents dosages de HMB sur la masse musculaire chez des humains (3).

Durant 3 semaines, ils ont supplémenté des individus répartis en différents groupes à raison de 0, 1,5 et 3 g/j.

A la fin de l’étude, ils ont rapporté que le dosage à 3 g/j présentait le plus de bénéfices, avec une diminution de 20% de l’urinary 3-methyl-histidine, de 20% en créatine kinase sérique et de l’activité de la lactate dehydrogenase de près de 60%.

De plus, a été mise en exergue une augmentation de la force proportionnellement au dosage de la supplémentation (8, 13 et 18,4% pour 0, 1,5 et 3 g/j respectivement).

Fait intéressant, des dosages supérieurs à 3 g/j ne tendent pas à augmenter la force ou la masse maigre chez des personnes non entraînées.

Enfin, la dose de 3 g/j a permis d’augmenter le pic de contraction isométrique.

Concernant la composition corporelle, Vukovich et ses collaborateurs n’ont pas observé de différences significatives sur la perte de masse grasse entre un groupe supplémenté en HMB (3 g/j) pratiquant des exercices physiques (5 fois par semaine) et un groupe contrôle effectuant seulement l’exercice (11).

Supplémentation en HMB sur des personnes entraînées

Bien qu’une supplémentation en HMB semble avoir des effets significatifs sur la performance chez des personnes non-entraînées, la littérature concernant des personnes entraînées est moins claire et nécessite des approfondissements.

Des études témoignent qu’une supplémentation (3 g/j) pendant 9 semaines couplée à de la musculation chez 22 hommes induit une différence significative de la force dans les membres inférieurs, mais pas dans les membres supérieurs (12).

Chez des footballers américains, une supplémentation de 4 semaines en HMB n’a aucun effet significatif, que ce soit au niveau de la masse grasse, du poids de corps, de la force musculaire, des marqueurs du catabolisme (CK et LDH) ou encore de la performance sur la répétition de sprint (13,14).

Ces résultats se retrouvent chez des athlètes d’aviron et de water-polo, pour lesquels une supplémentation en HMB (3 g/j) pendant 6 semaines n’a porté aucun effet significatif en comparaison avec un groupe placebo sans supplémentation. (15)

Ainsi, certains chercheurs s’accordent sur le fait que le HMB semble avoir des effets davantage prononcés chez des personnes en condition de protéolyse élevée comme les personnes non-entraînées qui sont exposées de manière aiguë à de l’entrainement.

Effets du HMB sur la synthèse protéique et la croissance musculaire

Dans le muscle squelettique, la supplémentation en HMB affecte le métabolisme protéique à travers différentes voies de signalisation.

En effet, l’équipe de Kornasio a observé chez des myoblastes humains que la synthèse d’ADN était 2,5 fois plus grande chez les cellules traitées avec de l’HMB que les cellules du groupe contrôle (16).

De plus, il a été mis en évidence que certains facteurs myogéniques, tels que MyoD, myogenin et MEF2, étaient stimulés en présence d’HMB, avec une augmentation de la prolifération et de la différenciation des myoblastes (17).

Enfin, chez des myoblastes murins, une incubation dans du HMB a permis d’augmenter significativement la phosphorylation de mTOR ainsi que deux autres substrats importants comme 4EBP-1 et p70S6k (16).

De manière plus générale, la représentation des mécanismes moléculaires et cellulaires d’une supplémentation en HMB peut être schématisée :

Résumé des actions métaboliques et moléculaires du HMB

Effets du HMB sur la dégradation protéique

La dégradation protéique peut être exacerbée dans certaines conditions (e.g., microgravité, immobilisation, etc.). En jeu de cette dégradation, le complexe ubiquitin-proteasome qui a déjà été traité à l’occasion de mon article sur l’ours brun.

A ce propos, une supplémentation en HMB chez des souris a permis de diminuer l’activité catalytique du proteasome et d’atténuer la protéolyse musculaire ainsi que la perte de masse musculaire (18).

D’autres études ont exposé le rôle du HMB dans l’activation de la voie de signalisation de mTOR, l’augmentation du nombre de cellules satellites, des noyaux musculaires et du contenu de l’ADN (19). Cependant, des études supplémentaires sont nécessaires afin de mettre en évidence ces résultats chez les humains.

Conclusion

La supplémentation en HMB permet des effets métaboliques et moléculaires bénéfiques à la fonction musculaire.

Comme on l’a vu dans cet article, la littérature au sujet du HMB met en avant des effets plus prononcés chez des individus non-entraînés.

Axel Nierding
Axel Nierding
Etudiant en Doctorat

Références

  1. Hider RC, Fern EB, London DR. Relationship between intracellular amino acids and protein synthesis in the extensor digitorum longus muscle of rats. Biochem J 1969;114:171–8.
  2. Nissen SL, Abumrad NN. Nutritional role of the leucine metabolite β-hydroxy β methylbutyrate (HMβ). J Nutr Biochem 1997;8:300–11.
  3. Nissen S, Sharp R, Rathmacher JA, Rice J, Fuller Jr JC, Connely AS, Abumrad NN. The effect of leucine metabolite β-hydroxy β-methylbutyrate (HMβ) on muscle metabolism during resistance-exercise training. J Appl Physiol 1996;81:2095–104.
  4. Clark RH, Feleke G, Din M, Yasmin T, Singh G, Khan FA, Rathmacher JA. Nutritional treatment for acquired immunodeficiency virusassociated wasting using beta-hydroxy beta-methylbutyrate, glutamine, and arginine: a randomized, double-blind, placebo-controlled study. J Parenter Enter Nutr 2000;24:133–9.
  5. Fuller Jr JC, Baier S, Flakoll P, Nissen SL, Abumrad NN, Rathmacher JA. Vitamin D status affects strength gains in older adults supplemented with a combination of β-hydroxy-β-methylbutyrate, arginine, and lysine: a cohort study. J Parenter Enter Nutr 2011;35:757–62.
  6. Kraemer WJ, Hatfield DL, Volek JS, Fragala MS, Vingren JL, Anderson JM, Spiering BA, Thomas GA, Ho JY, Quann EE, Izquierdo M, Häkkinen K, Maresh CM. Effects of amino acids supplement on physiological adaptations to resistance training. Med Sci Sports Exerc 2009;41:1111–21.
  7. Wilson JM, Kim JS, Lee SR, Rathmacher JA, Dalmau B, Kingsley JD, Koch H, Manninen AH, Saadat R, Panton LB. Acute and timing effects of beta-hydroxy-beta-methylbutyrate (HMB) on indirect markers of skeletal muscle damage. Nutr Metab 2009;4:6.
  8. Gallagher PM, Carrithers JA, Godard MP, Schulze KE, Trappe SW. Beta-hydroxy-beta methylbutyrate ingestion, part I: effects on strength and fat free mass. Med Sci Sports Exerc 2000;32:2109–15.
  9. Nissen S, Sharp RL, Panton L, Vukovich M, Trappe S, Fuller Jr JC. Beta-hydroxy-beta-methylbutyrate (HMB) supplementation in humans is safe and may decrease cardiovascular risk factors. J Nutr 2000;130:1937–45.
  10. Gallagher PM, Carrithers JA, Godard MP, Schulze KE, Trappe SW. Beta-hydroxy-beta methylbutyrate ingestion, part II: effects on hematology, hepatic and renal function. Med Sci Sports Exerc 2000;32:2116–9.
  11. Vukovich MD, Stubbs NB, Bohlken RM. Body composition in 70-year-old adults responds to dietary beta-hydroxy-beta-methylbutyrate similarly to that of young adults. J Nutr 2001;131:2049–52.
  12. Thomson JS, Watson PE, Rowlands DS. Effects of nine weeks of beta-hydroxy-beta- methylbutyrate supplementation on strength and body composition in resistance trained men. J Strength Cond Res 2009;23:827–35.
  13. Ransone J, Neighbors K, Lefavi R, Chromiak J. The effect of beta-hydroxy beta methylbutyrate on muscular strength and body composition in collegiate football players. J Strength Cond Res 2003;17:34–9.
  14. Kreider RB, Ferreira M, Greenwod M, Wilson M, Grindstaff P, Plisk S, Reinardy J, Cantler E, Almada AL. Effects of calcium b-HMB supplementation during training on markers of catabolism, body composition, strength and sprint performance. J Exerc Physiol Online 2000;3:48–59.
  15. Slater G, Jenkins D, Logan P, Lee H, Vukovich M, Rathmacher JA, Hahn AG. Beta-hydroxy-beta-methylbutyrate (HMB) supplementation does not affect changes in strength or body composition during resistance training in trained men. Int J Sport Nutr Exerc Metab 2001;11:384–96.
  16. Kornasio R, Riederer I, Butler-Browne G, Mouly V, Uni Z, Halevy O. Beta-hydroxy-beta-methylbutyrate (HMB) stimulates myogenic cell proliferation, differentiation and survival via the MAPK/ERK and PI3K/Akt pathways. Biochim Biophys Acta 2009;23:836–46.
  17. Gerlinger-Romero F, Guimarães-Ferreira L, Giannocco G, Nunes MT. Chronic supplementation of beta-hydroxy-beta methylbutyrate (HMβ) increases the activity of the GH/IGF-I axis and induces hyperinsulinemia in rats. Growth Horm IGF Res 2011;21:57–62.
  18. Smith HJ, Mukerji P, Tisdale MJ. Attenuation of proteasome-induced proteolysis in skeletal muscle by {beta}-hydroxy-{beta}-methylbutyrate in cancer-induced muscle loss. Cancer Res 2005;65:277–83.
  19. Fiorotto ML, Schwartz RJ, Delaughter MC. Persistent IGF-1 overexpression in skeletal muscle transiently enhances DNA accretion and growth. FASEB J 2003;17:59–60.
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