La supplémentation en coenzyme Q10 et son impact sur l'exercice et la performance sportive chez l'homme : Une molécule de récupération ou d'amélioration des performances ?

Jul 6 / MÉDIAMPHI
L’utilisation de substances destinées à améliorer les performances est un phénomène actuel, mais pas nouveau pour l’actualité. Dans le domaine du sport, une amélioration de la performance peut être considérée comme la réalisation des objectifs du sport choisi grâce aux compétences acquises ou aux éléments fournis pour l'améliorer. Il existe un large éventail d’applications où la supplémentation nutritionnelle trouve sa place, soit directement, soit indirectement.

L’objectif de son utilisation est d’atteindre une performance optimale dans la sphère de la santé et/ou sportive. D’une manière plus pratique et concrète, la définition de « supplément » pourrait être définie comme « une substance qui est délibérément ingérée en plus du régime alimentaire habituel dans le but d’obtenir un bénéfice spécifique pour la santé et/ou la performance ».

Les espèces réactives de l'oxygène (ROS) sont une famille de molécules qui sont continuellement générées et consommées dans tous les organismes vivants en raison de la vie aérobie. L'impact biologique des ROS dépend non seulement de leur quantité, mais aussi de leur nature chimique, de leur localisation (sub)cellulaire et tissulaire et de leur vitesse de formation et de dégradation. Les ROS sont des modulateurs clés de la physiologie cellulaire qui déclenchent des réponses adaptatives lorsqu’ils sont produits en quantités limitées, mais qui sont nuisibles lorsqu’ils sont produits en excès, entraînant un stress oxydatif et un dysfonctionnement cellulaire. 
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Avis du pôle scientifique Médiamphi
Pastille orange
Cette revue systématique de la littérature est un article à risque de biais modéré. Selon les auteurs, les recommandations PRISMA ont été suivies. Cependant, des critères méthodologiques importants pour la bonne conduite d’une revue systématique ne sont pas décrits comme le tri des articles et extraction des données (comment ?, en binôme ?) ainsi que l’analyse des données (qualité des articles pas vraiment prise en compte dans l’interprétation des résultats). Ces différents points peuvent entraîner la présence de biais dans l'étude limitant l'interprétation des résultats (sur ou sous-estimation). Ces derniers nécessitent d’être confirmés par des études scientifiques à haut niveau de preuve et faibles risques de biais.
L’augmentation du taux métabolique, associé à une hausse de la température et à une baisse du pH cellulaire, pourrait accélérer la production des ROS, en particulier dans les mitochondries. Par conséquent, le muscle en exercice produit des quantités beaucoup plus importantes de ROS par rapport au muscle au repos.

Les ROS exercent des effets biologiques majeurs en tant que molécules purement délétères causant des dommages à l’ADN, aux protéines et aux lipides, notamment pendant l’exercice physique. Il existe des preuves suggérant que les ROS induisent des lésions musculaires avec une diminution subséquente de la performance physique. La supplémentation en certains antioxydants apparait donc comme étant un élément important pour les personnes physiquement actives afin d’accélérer la récupération de la fatigue et de prévenir les dommages liés à l’exercice. Il existe dans l’organisme des molécules fondamentales et qui n’ont pas encore défini leur véritable rôle dans l’amélioration possible des performances sportives, comme la CoQ10.
La CoQ10 participe aux réactions d’oxydoréduction au sein de la mitochondrie, facilitant la production d’Adénosine Triphosphate (ATP). La CoQ10 a également un effet antioxydant qui protège l’ADN, les phospholipides et les protéines de la membrane mitochondriale. Elle contribue aussi à régénérer les vitamines C et E et à réduire les marqueurs inflammatoires. Cette activité antioxydante n’apparaît qu’avec la forme réduite (Ubiquinol). La forme oxydée (Ubiquinone) est facilement réduite en ubiquinol par voie enzymatique après l’absorption alimentaire.

Le travail actuel que nous présentons examine, d'une manière à la fois holistique et pragmatique, l'utilité de la CoQ10 dans la performance sportive. L'objectif principal de cette revue était d'évaluer de manière critique l'efficacité de la supplémentation en CoQ10 sur la performance physique. Il s'agit également d'analyser ses effets en tant que facteurs inflammatoires et oxydatifs, dans une population physiquement active et en particulier chez les athlètes.

Méthodes

 Stratégie de recherche

La recherche documentaire a été effectuée conformément aux lignes directrices pour la méta-analyse des revues systématiques (PRISMA).

Une recherche structurée a été effectuée dans les bases de données SCOPUS, Medline (PubMed) et Web of Science (WOS), qui sont toutes des bases de données de haute qualité garantissant un bon soutien bibliographique. La recherche a été effectuée à partir de la première date disponible, selon les caractéristiques de chaque base de données, jusqu'en février 2022 (date de la dernière mise à jour).

 Sélection des articles : critères d’inclusion et d’exclusion

Les critères d’inclusion suivants ont été appliqués pour sélectionner les études : 
  • Articles décrivant une expérience bien conçue comprenant l’ingestion d’une dose de CoQ10 ou d’un produit de CoQ10, avant et/ou pendant l’exercice chez les humains
  • Étude randomisée, en double aveugle, contrôlée évaluant la CoQ10 plasmatique
  • Étude portant sur l’évaluation des effets inflammatoires et oxydatifs, ainsi que sur les aspects liés aux lésions musculaires ou à leur impact sur les performances
Enfin, la mesure de la CoQ10 dans une biopsie muscle par muscle a également été considérée comme un aspect important et nécessaire, étant donné qu'il s'agit du site cible de la fonctionnalité de la molécule étudiée.

Résultats 

Parmi les articles consultés, 59 étaient liés aux descripteurs sélectionnés et seuls 9 répondaient à tous les critères d’inclusion et d’exclusion (Figure 1). 
Stratégie de recherche PRISMA
Figure 1 : Stratégie de recherche PRISMA
Seule l'étude de Svensson de 1999 répondait à tous les critères, incluant la biopsie musculaire. Ces auteurs ont supplémenté les sujets avec 120 mg/jour d'Ubiquinone. Dans les résultats, ils ont observé une augmentation des niveaux de CoQ10 dans le plasma après l'administration. Cependant, il n'y a pas eu d'augmentation dans les muscles. Ils n'ont pas non plus observé d'amélioration du schéma oxydatif après les tests d'évaluation physique. Parmi les huit autres études sélectionnées, quatre portent sur l’ubiquinone et les quatre autres sur l’ubiquinol.

Sur les neuf études, seules six ont évalué l’impact sur les performances physiques, aucune sur les performances sportives. Deux d’entre elles, Suzuki et Kon, ont constaté un impact positif, tandis que Scensson, Kizaki, Braun et Weston ne l’ont pas constaté. Il est intéressant de noter qu’il existe une réponse positive sur le modèle inflammatoire et antioxydant lié au stress, au remodelage osseux et à la réponse inflammatoire.

Les critères d’inclusion dans la revue sont strictes. Si la discussion ne se concentre pas seulement sur l’objectif mais considère une structure méthodologique correcte pour évaluer l’effet sur la performance, alors il y aura plusieurs études désélectionnées qui méritent certainement d’être prises en compte.

De ce fait, et comme on peut le constater, les études destinées aux sportifs d'un certain niveau sont plus nombreuses et ce sont elles qui présentent les résultats les plus positifs (39 contre 12, 74,5 %), les données relatives à la réponse oxydative et inflammatoire étant les plus nombreuses. Aucun bénéfice de ce type n'a été observé chez les sujets modérément actifs, ni chez les sujets non actifs (11 vs. 4 ; 73,3%). Dans une observation générale de tous les sujets, il y a une tendance bénéfique pour tous les objectifs évalués, la performance sportive, la performance physique, le modèle de réponse inflammatoire, la réponse oxydative et d'autres domaines liés à la santé.

D'autre part, lorsque les catégories d'âge sont évaluées, il y a une tendance d'effet bénéfique pour tous les groupes, avec l'effet positif le plus important sur le modèle oxydatif et les différentes évaluations de la santé. Le groupe le plus évalué est celui des <30 ans (63,8 %), et le moins évalué est celui des >50 ans (12,1%).

Discussion

Des publications récentes sur la supplémentation en CoQ10 suggèrent qu'il peut s'agir d'une molécule intéressante dans le domaine de la santé et pour l'optimisation des performances à l'effort. Cependant, dans le domaine de l'activité physique, il existe une grande diversité de travaux avec des orientations différentes, ce qui rend parfois difficile de situer ces travaux dans le contexte de la performance sportive.

 Dosage et biodisponibilité 

La CoQ10 est une substance insoluble dans l'eau avec une solubilité limitée dans les lipides et un poids moléculaire relativement élevé, ce qui fait qu'elle est également mal absorbée dans le tractus gastro-intestinal, mais sa forme réduite (ubiquinol) est 6 à 10 fois plus biodisponible que l’ubiquininone ou la CoQ10 oxydée. De même, l’efficacité de l’absorption dépend également de la dose administrée, de la biodisponibilité, du régime alimentaire et de la stabilité du produit final. C’est la raison pour laquelle les régimes végétariens strictes peuvent être insuffisants pour maintenir le niveau de CoQ10.

Les résultats des analyses nous avertissent également qu’une augmentation dans le plasma n’est pas nécessairement corrélée à une augmentation dans le tissu musculaire.

Il est donc utile de rappeler que l'utilisation d'une même dose d'Ubiquinone ou d'Ubiquinol, prise par voie orale par des athlètes ayant des compositions corporelles différentes, conduit à des apports différents de CoQ10 par kg de poids corporel. D'autre part, le changement des niveaux musculaires et plasmatiques en relation avec l'administration de CoQ10 n'est pas cohérent. Ainsi, certains auteurs ont montré une augmentation de la Q10 dans le plasma qui ne se reflétait pas dans le muscle.

 Activité antioxydante

L’utilisation de la CoQ10 pour son effet antioxydant a été largement décrite dans différentes pathologies et dans le cadre de l’exercice physique. La plus importante et la plus pertinente de ses actions est la puissante capacité antioxydante de ses formes oxydées qui agissent sur la mitochondrie et la membrane cellulaire. Les propriétés antioxydantes de la CoQ10 permettent également de recycler d’autres antioxydants tels que la vitamine C et la vitamine E, qui agissent sur les radicaux libres ou les oxydants, en réduisant et en neutralisant les composés.

Les ROS ont été suggérés comme étant la principale raison des altérations de l’équilibre oxydatif du muscle induit par l’exercice, favorisant les lésions oxydatives et la fatigue musculaire, en plus des dommages causés à l’ADN et à la structure musculaire, qui nuisent aux performances athlétiques. Par conséquent, l’épuisement de la CoQ10 peut favoriser le découplage de la eNOS (endothelial nitric oxyde synthase), ce qui en fait une source supplémentaire de ROS, déplaçant l’équilibre oxydatif vers l’oxydation, ce qui peut s’avérer utile à différents usages.

Enfin, les résultats de cette étude suggèrent que l’activité antioxydante de l’ubiquinone et de l’ubiquinol est réelle et peut viser à prévenir l’excès de ROS en faveur de la récupération bioénergétique des cellules et des tissus.

 Lésion musculaire et processus inflammatoire

Les exercices de haute intensité et/ou de longue durée peuvent induire des lésions musculaires (DOMS). Ces dommages sont dus au stress mécanique induit et à la réponse inflammatoire. Cette réponse inflammatoire conduit également à la libération de ROS et de cytokines (CK) favorisant l’activation de facteurs de transcription génique. La CK et la myoglobine sont des marqueurs indirects des lésions musculaires. De plus, les ROS produits par les neutrophiles contribuent aux lésions musculaires et les neutrophiles circulants augmentent après l’exercice.

L’effet de la supplémentation en CoQ10 sur les DOMS et controversé. Il diminue chez les rats, mais les résultats en laboratoire chez les humains sont très divers, offrant des concentrations similaires, plus faibles ou même plus élevées.

L'impact de la CoQ10 dans la prévention des lésions musculaires devrait résider principalement dans son action anti-oxydante et anti-inflammatoire, son action protectrice sur les mitochondries et l'ADN et son effet modificateur sur l'expression des gènes. En outre, la CoQ10 stabilise la structure phospholipidique des membranes cellulaires et protège les cellules musculaires squelettiques. La supplémentation en CoQ10 peut donc réduire les DOMS en augmentant la concentration de CoQ10 dans les membranes des cellules musculaires. D’autres auteurs ont rapporté que le traitement par CoQ10 atténue l’activité oxydative des neutrophiles.

 Performances dans le sport et l’exercice

L'évaluation de la VO2 max est sans aucun doute l'une des variables fondamentales lorsqu'il s'agit d'observer l'effet d'une substance améliorant l'exercice. Cependant, la consommation d'oxygène peut être limitée par plusieurs facteurs avec tous les systèmes impliqués : métabolisme respiratoire, hématologique, circulatoire et mitochondrial. D'autre part, c'est le coût énergétique qui « fait la différence ». La CoQ10, a sa place dans cet environnement et doit donc être prise en compte, car c'est certainement dans la régénération de l'ATP et le conflit de seuil anaérobie que l’administration utile d’un de ses composés est susceptible d’avoir une influence.

La capacité à maintenir un pourcentage élevé d’absorption maximal d’oxygène offre la possibilité d’atteindre une intensité d’exercice élevée. Bien que le seuil d’échanges gazeux soit un bon prédicteur de la performance de l’exercice, il ne reflète pas l’intensité spécifique de la compétition de l’athlète.

Seules deux études, sur les neuf sélectionnées, présentent des preuves d’une amélioration de la performance physique attribuable à la supplémentation en CoQ10.
De plus, les personnes ayant une densité mitochondriale plus élevée (ndlr : les sportifs) bénéficient d’une plus grande marge de capacité mitochondriale fonctionnelle, ce qui expliquerait peut-être pourquoi l’effet de la CoQ10 est plus important chez elles lorsqu’elle leur est administrée. Il ne faut pas oublier que la capacité mitochondriale peut être sous-exprimée chez les individus qui, bien que n’étant pas physiquement actif au début des études, ont été très actifs dans leur jeunesse et disposent d’un réservoir de mitochondries latentes qui n’ont pas disparu.

Quoi qu’il en soit, la détermination de la densité mitochondriale permettrait d’homogénéiser les résultats entre les études.

 Autres actions de la CoQ10 associée à l’exercice physique

Parmi les études sélectionnées, deux explorent l'effet de la CoQ10 associée à l'exercice sur le métabolisme du glucose et le remodelage osseux. Il est intéressant de noter que la CoQ10 étant une molécule omniprésente au niveau métabolique, elle devrait avoir des effets positifs en optimisant la réponse des systèmes liés à l'exercice.

Il existe de nombreuses autres actions ou implications possibles de cette molécule en relation avec l'exercice et le sport : son impact sur le système nerveux et les maladies musculaires, la stabilisation des globules rouges (pour augmenter la résistance au stress oxydatif), l'optimisation du dysfonctionnement endothélial, et même la modification de la composition musculaire. Autant d'éléments extrêmement intéressants qui, une fois étudiés en profondeur, pourraient permettre de déterminer le véritable impact de la CoQ10 sur chacun d'entre eux.

De plus, la supplémentation en CoQ10 peut agir en synergie avec d'autres molécules qui aident à prévenir ou à restaurer les tissus après le stress produit par l’exercice.

Conclusion

De l'évaluation des différentes études examinées, et compte tenu des difficultés méthodologiques qui existent entre elles, on peut conclure que l'utilisation de la CoQ10 semble offrir un bon profil dans le contrôle d'un modèle oxydatif avec une certaine activité anti-inflammatoire au niveau cellulaire en réponse à l'exercice dans les différentes populations étudiées, en plus de certaines propriétés qui devraient être étudiées de manière plus approfondie. Elle peut donc être considérée comme une substance protectrice et récupératrice plutôt que comme une substance ergogénique en soi. La CoQ10 est une molécule prometteuse du point de vue de ses qualités et de son profil de sécurité.

Référence de l'article

Drobnic F, Lizarraga MA, Caballero-García A, Cordova A. Coenzyme Q10 Supplementation and Its Impact on Exercise and Sport Performance in Humans: A Recovery or a Performance-Enhancing Molecule? Nutrients. 2022 Apr 26;14(9):1811. doi: 10.3390/nu14091811. PMID: 35565783; PMCID: PMC9104583.
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