Comment brûle-t-on du gras à l’échelle de la cellule adipeuse ?

Le but d’une perte de gras se résume finalement à une plus grande utilisation des graisses corporelles comme source d’énergie en comparaison des graisses corporelles qui sont stockées. Afin de comprendre comment ces graisses sont utilisées comme source d’énergie, regardons quels sont les processus métaboliques impliqués dans ce que l’on appel le « brûlage » des graisses.

Tout d’abord, « brûler » de la graisse signifie tout simplement que l’on va mobiliser une partie de la graisse stockée dans nos réserves adipeuses pour la convertir en énergie quelque part dans un tissus du corps. Pratiquement tous les tissus du corps peuvent utilisés les acides gras comme source d’énergie à l’exception des cellules neuronales, des médullaires rénales et des globules rouges. Mais ceux qui vont nous intéressés ici sont les tissus musculaires principalement.

Le fait du brûler du gras peut se subdiviser en 3 grandes étapes à l’échelle cellulaire qui sont : mobilisation, transport, oxydation.

Mobilisation des graisses

La première étape pour réussir à brûler des graisses corporelles consiste à les faire sortir des cellules adipeuses où elles y sont stockées. La mobilisation constitue une étape clé pour déterminer quelles parties du corps vont libérer une partie de leur réserve. Nous allons voir que toutes les cellules adipeuses n’ont pas les mêmes capacités de mobilisation des graisses. Cela explique pourquoi nous ne perdons pas de la graisse de manière uniforme lors d’un régime et aussi pourquoi certaines région du corps semblent récalcitrantes.

Les graisses corporelles sont stockées dans les cellules sous forme de triglycérides. Leur mobilisation requiert dans un premier temps que ces triglycérides soient scindés en 3 acides gras et 1 glycérol chacun. Cette cassure des triglycérides se fait par une enzyme que l’on nomme lipase hormonosensible (HSL pour lipase sensitive hormone en anglais).

De plus, l’activité de cette enzyme est régulée par de nombreux facteurs qui sont principalement des hormones comme la testostérone, les œstrogènes, le cortisol, l’hormone de croissance etc.. mais celles qui ont le plus d’impact et sur lesquelles on peut avoir un certains contrôle sont l’insuline et les catécholamines. Ce sont donc elles qui vont nous intéresser dans ce processus de mobilisation.

Comme vous l’avez probablement deviné, le principal inactivateur de la lipase hormonosensible est l’insuline. Il suffit d’ailleurs d’une quantité d’insuline vraiment très faible pour inhiber la LHS. Ainsi, chaque fois que nous consommons des protéines ou des glucides, l’activité de la LHS est inhibée et la mobilisation des graisses est arrêtée.

A cela s’ajoute le fait que la présence de triglycérides dans le sang a aussi un effet inhibiteur vis à vis de la LHS. Ce qui signifie que même la consommation exclusive de lipide inhibe la mobilisation des graisses corporelles. Chaque fois que nous mangeons, que ce soit en stimulant la libération d’insuline ou en augmentant le taux de triglycérides sanguin, l’activité de la LHS est inhibée et il en va de même pour la mobilisation des graisses.

A l’inverse, les hormones qui stimulent l’activité de la LHS sont les catécholamines, plus précisément l’adrénaline et la noradrénaline. Elles sont sécrétées au niveau des glandes surrénales et libérée dans la circulation sanguine. Le flux sanguin a donc lui aussi un impact sur la mobilisation des graisses puisqu’il participe à l’acheminement de ces 2 hormones jusqu’aux cellules adipeuses.

L’insuline et les catécholamines régulent l’activité de la lipase hormonosensible en affectant en réalité les niveaux d’AMPc (Adénosine MonoPhosphate cyclique). Il s’agit d’un intermédiaire dans l’action des hormones et des neurotransmetteurs. Ce qu’il faut retenir de cette molécule c’est que plus ses niveaux sont bas, moins la LHS sera active et la mobilisation des graisses sera inhibée. A l’inverse si les niveaux de AMPc sont haut, l’activité de la LHS est élevée et il en va de même pour la mobilisation des graisses.

L’insuline diminue les niveaux d’AMPc tandis que les catécholamines les augmentent. Il est clair que dans une optique de brûlage des graisses corporelles, nous voulons que les niveaux d’AMPc soient élevées le plus possible et le plus longtemps possible.

Les différents types d’adrénorécepteurs

Avant d’aller plus loin dans les grandes étapes impliquées dans le brûlage de graisses corporelles, j’entends clarifier comment les catécholamines favorisent plus ou moins la mobilisation des graisses suivant les différentes régions du corps. En effet, ces hormones stimulantes exercent leurs actions par le biais de récepteurs, que l’on nomme adrénorécepteurs, dont la densité et les types diffèrent suivant les différentes régions corporelles.

Il existe deux principaux types d’adrénorecepteurs dans le corps : alpha et beta. Pratiquement tous les tissus et organes du corps disposent d’adrénorécepeurs alpha et beta. Parmi ces deux types, on distingue 2 sous types d’adrénorecepteurs alpha : alpha 1 et alpha 2. On sait à l’heure actuelle qu’il existe au moins 4 sous types d’adrénorecepteurs beta mais pour la perte de graisse dans le corps humain, seuls beta 1 et beta 2 nous intéressent.

Pour la petite anecdote, la recherche scientifique sur l’animal a montré que l’activation des récepteurs beta 3 se traduisait par une perte de gras assez conséquente. Suite à cette découverte, la scientifiques ont axé leur recherche sur l’élaboration d’un médicament pouvant stimuler ces mêmes récepteurs chez les humains. Il s’est avéré que les récepteurs beta 3 se situent principalement dans le tissus graisseux brun, autrement dit un tissus présents en grande quantité chez les animaux mais en très faible quantité chez les humains. D’où l’absence d’intérêt des récepteurs beta 3 dans la perte de poids.

Concrètement, les seuls adrénorecepteurs qui vont nous intéresser ici sont beta 1, beta 2 et alpha 2. Chacun d’eux dispose d’une haute affinité avec les catécholamines. Quand ces dernières s’attachent sur les récepteurs beta 1 et 2, cela augmente les niveaux d’AMPc et stimule la mobilisation des graisses corporelles. Les récepteurs alpha 2 à l’inverse, diminuent les niveaux d’AMPc et, de ce fait, inhibent la mobilisation des graisses.

Mécanisme de mobilisation des graisses via la stimulation des récepteurs beta

En fait, les catécholamines peuvent donc avoir à la fois un effet activateur et inhibiteur vis à vis de la mobilisation des graisses. Ce qui va déterminer si tel effet l’emporte sur l’autre c’est la proportion de récepteurs alpha et beta présents dans le tissus concerné. Comme je l’avais mentionné plus haut, tous les tissus et toutes les régions du corps humain n’ont pas les mêmes capacités de mobilisation des graisses corporelles. Cela s’explique par la disparité du nombre de récepteurs alpha et beta partout dans le corps.

Par exemple, chez les femmes, on sait que les cellules graisseuses des hanches et des cuisses possèdent en moyenne environ 9 fois plus de récepteurs alpha que de récepteur beta. Chez les hommes, c’est au niveau de la région abdominale et lombaires que l’on retrouve le plus de récepteurs alpha par rapport aux récepteurs beta. On comprend alors pourquoi il est plus difficile pour les femmes de perdre du gras dans le bas du corps tandis qu’il est plus difficile pour les hommes d’en perdre sur la région abdominale.

La distribution de récepteurs alpha et beta sur les différentes zones adipeuses de l’organisme explique en partie pourquoi, nous perdons préférentiellement du gras à certains endroits tandis que d’autres semblent totalement retissant à la perte de gras. Enfin, je tiens à préciser que la testostérone et l’hormone thyroïdienne T3 augmentent la sensibilité des récepteurs beta 2 aux catécholamines. Voici donc une des raisons pourquoi avoir un métabolisme élevé participe activement à la mobilisation des graisses corporelles comme source d’énergie.

Transport des graisses

Supposons maintenant que certains triglycérides des cellules adipeuses soient mobilisés. Ils vont alors être hydrolysés par la LHS et donner lieu à 3 acides gras et 1 glycérol chacun. Ces éléments vont alors pouvoir rejoindre la circulation sanguine, ce qui nous amène à la seconde grande étape du processus par lequel on brûle des graisses.

Les acides gras libérés dans le sang vont avoir plusieurs devenirs. Certains vont tout simplement être restockés dans les cellules adipeuses, on parle alors de ré-estérification. Parmi les acides gras restant dans la circulation sanguine, certains vont s’attacher à une protéine de transport fabriqué par le foie que l’on nomme albumine tandis que les autres acides gras resteront libre, c’est à dire sans liaison avec aucun autre molécule. L’albumine permet aux acides gras hydrophobe de naviguer dans un milieu en partie constitué d’eau qu’est le sang.

Comme nous avons pu le voir, certaines zones graisseuses sont plus ou moins sensibles à l’insuline et aux catécholamines, ce qui a un impact direct sur la mobilisation des graisses dans ces zones. Le flux sanguin est un autre paramètre qui diffère selon les différentes zones graisseuses du corps. Une zone bien irriguée aura bien plus de facilité à fournir des acides gras comme source de carburant aux différents tissus dans le besoin.

C’est le cas par exemple du gras viscéral où un grand débit sanguin circule pour alimenter les organes alentours. On dit alors que le gras viscéral est métaboliquement actif, il s’agit d’une des zones préférentielles du corps pour puiser de l’énergie. Dans point de vue médical, cela est plutôt une bonne chose quand on sait que l’accumulation de gras viscéral est liée à l’augmentation du risque de nombreuses maladies.

A l’inverse, une zone faiblement irriguée aura dû mal à se défaire de ses réserves graisseuses, d’une part car il est plus compliqué pour les catécholamines d’atteindre cette zone et d’autre part car le transport des acides gras depuis cette zone vers les tissus sera entravé. C’est le cas du gras sous cutané au niveau de la région abdominale pour qui le flux sanguin est relativement faible. A cela s’ajoute le fait que cette zone est moins sensibles aux catécholamines que les autres tout en étant plus sensible à l’insuline.

Chez les femmes, les hanches et les cuisses représentent des zones tout autant réfractaires à la perte de poids pour les mêmes raisons. Ainsi, en plus des difficultés liés à la mobilisation des graisses dans ces zones, s’ajoute le fait que le faible débit sanguin rend difficile le transport des acides gras éventuellement mobilisés.

Certaines études scientifiques ont par ailleurs montré des disparités dans le stockage de graisse post prandiale. Chez les femmes, le flux sanguin vers les hanches et les cuisses augmente à la suite d’un repas ce qui favorise le stockage de graisse à ces endroits (en plus d’une meilleure sensibilité à l’insuline). Le débit sanguin vers ces zones diminue ensuite lorsque la digestion s’achève. Tout pousse à croire que le corps souhaite accumuler de la graisse dans ces zones.

Chez les hommes, les graisses sont dans un premier temps stockées au niveau viscéral après un repas. Ensuite, le débit sanguin élevé dans cette zone mobilise une partie des graisses pour les redistribués ailleurs dans le corps.

La question que l’on pourrait se poser est : peut-on, d’une manière ou d’une autre, augmenter le débit sanguin vers ces zones mal irriguées pour accroitre la perte de graisse ?

La réponse est oui, le débit sanguin est augmenté en période de jeune ou de forte restriction alimentaire. Si on ajoute à cela un régime bas en glucide, on limite l’impact négatif que joue l’insuline sur la mobilisation des graisses.

Le débit sanguin est aussi corrélé avec le niveau des hormones thyroïdiennes. Plus précisément, lorsque la T3 est haute, le débit sanguin vers les zones graisseuses mal irriguées augmente.

Non des moindres, l‘exercice physique est un moyen là aussi d’augmenter le débit sanguin vers ces zones. L’exercice aérobique est efficace en ce sens puisqu’il permet d’augmenter le débit sanguin pour mobiliser les graisses récalcitrantes tout en les oxydants de part la demande en énergie des mitochondries pour ce type d’effort.

Enfin, certains composés comme l’oxyde nitrique, les prostaglandines et l’adénosine permettent de réguler le débit sanguin via la vasodilatation ou vasoconstriction des vaisseaux sanguins.

Oxydation des graisses

Nous voici à la troisième et dernière grande étape du processus par lequel nous brûlons des graisses corporelles. A ce stade, les acides gras ont été mobilisé depuis la cellule adipeuse, ils se sont attachés à l’albumine et ont pu navigué jusqu’aux abords d’une cellule musculaire dans le besoin d’énergie. Les acides gras vont alors pénétrer dans la cellule musculaire en s’attachant à une protéine spécifique.

Une fois à l’intérieur de la cellule, les acides gras peuvent être re-stockés sous forme de triglycérides, cette fois-ci en intra-musculaire et non pas en intra-adipeux. Mais ces acides gras peuvent aussi être utilisés à des fins énergétiques et c’est ce devenir que nous allons regarder de plus près.

Pour être utilisés comme source d’énergie par les muscles, les acides gras doivent être transportés dans les mitochondries, les usines de production d’ATP (=énergie) du corps. Le transport se fait grâce à une enzyme nommée carnitine palmityl transferase (CPT).

Etapes de transport de l’acide gras depuis le cytosol jusque dans la mitochondrie pour y être oxydé

L’activité de cette enzyme est régulée par deux principaux facteurs :

  • La capacité aérobique de la personne : plus cette personne est métaboliquement flexible (capable d’utiliser aussi bien les graisses que les sucres en tirant parti du meilleur compromis selon le type d’effort), plus l’activité de la CPT sera élevée.
  • Les niveaux de glycogène : plus ils sont bas, plus la CPT sera active. Cela signifie que pour utiliser au mieux les graisses comme carburant, il vaut mieux préalablement vider ses réserves musculaires de glycogène.

Ce constat nous amène à considérer la stratégie suivante pour maximiser l’oxydation des graisses déjà mobilisées et transportées :

  • Réaliser dans un premier temps des exercices aérobiques sur l’ensemble des muscles du corps de façon à vider partiellement (car on ne peut les vider complétement) les réserves de glycogènes musculaires.
  • Réaliser ensuite dans la même séance, sans prendre de collation, une session d‘exercices en aérobie de type cardio sur tapis de course ou vélo elliptique. Dans cette seconde phase de séance, le corps n’a d’autre choix que de privilégier l‘utilisation des graisses corporelles comme carburant.

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