OPTIMISER LA SANTÉ DES OS : LES EFFETS DE L'ALIMENTATION, DE L'EXERCICE ET DES HORMONES
Sports Science Exchange 82 VOLUME 14 – NUMÉRO 3

POINTS IMPORTANTS

• Pour avoir des os solides, il faut un “équilibre entre” 1) activité physique régulière, 2) apport adéquat en calcium et 3) taux d'hormones normaux.
  
  
• Les fractures ostéoporotiques peuvent être évitées en maximisant le pic de “masse osseuse” avant l'âge de 30 ans et en réduisant la perte osseuse par la suite.
  
  
• Le programme d'exercice idéal pour la santé des os comporte plusieurs courtes séances d'activité au cours d'une journée, mais surtout des exercices de port de poids avec des mouvements dans plusieurs directions.
  
  
• Un apport adéquat en calcium est essentiel pour atteindre le pic de masse osseuse et ralentir la perte osseuse liée à l'âge et, peut-être, pour tirer le meilleur parti possible des exercices effectués.
  
  
• Les changements hormonaux peuvent aussi avoir une grande incidence sur la masse osseuse, dépassant même les effets de l'exercice et de l'alimentation.
  
  
• De nos jours, trop peu d'Américains ont un apport adéquat en calcium ou font assez d'exercice chaque semaine pour optimiser la santé de leurs os : il s'agit donc d'un très important problème de santé publique!

INTRODUCTION

Il y a 20 ans, peu de soigneurs d'athlètes, de diététistes et de physiologistes de l'exercice se préoccupaient de la santé des os, en dehors des fractures subies de temps en temps par les athlètes. Relativement peu de professionnels de l'exercice travaillaient avec les personnes âgées fragiles ayant reçu un diagnostic d'ostéoporose, une maladie considérée comme une conséquence inévitable du vieillissement. Puis, dans une publication qui fait aujourd'hui référence, Dr Barbara Drinkwater et coll. (1984) ont attiré l'attention sur la densité minérale osseuse (DMO) incroyablement faible chez de jeunes athlètes de compétition qui n'avaient pas eu de menstruations depuis 3,5 ans en moyenne. La DMO moyenne de la région lombaire de la colonne vertébrale de ces jeunes femmes en santé était équivalente à celle des femmes de 51 ans. Les progrès technologiques relatifs à la mesure de la DMO et les percées en matière de traitement pharmacologique de l'ostéoporose diagnostiquée, qui tous ont permis de traiter et de prévenir cette maladie, ont entraîné une foule de recherches dans ce domaine.

L'activité physique et l'apport en calcium ne sont toutefois pas les seuls facteurs en jeu. Robert Heaney de l'Université Creighton parle d'une l'analogie avec un tabouret à trois pattes : la santé optimale des os nécessite la pratique régulière d'une activité de mise en charge du squelette, un apport adéquat en calcium et en vitamine D ainsi que des taux normaux d'hormones ayant une incidence sur la masse osseuse. Notre brève analyse a pour but de fournir des renseignements essentiels aux professionnels de la santé, aux athlètes et aux entraîneurs sur le meilleur exercice pour prévenir l'ostéoporose et la façon d'ajouter suffisamment de calcium à l'alimentation, en plus de déterminer si un régime alimentaire optimal et un mode de vie intégrant les activités physiques peuvent compenser des carences hormonales.

BILAN DE LA RECHERCHE

Définitions
En ce qui a trait à l'ostéoporose, le plus grand risque pour la santé est de subir une fracture de fragilité, soit une fracture de l'os après un traumatisme léger, comme c'est le cas lors d'une chute sur le sol. Malheureusement, ce symptôme caractéristique de l'ostéoporose ne se manifeste que lorsque la perte osseuse est assez importante. Des cliniciens ont montré que, chez les jeunes adultes en santé, le risque de fracture augmente de 1,5, à 3 fois chaque fois que 10 % de la DMO chute sous les valeurs normales; par conséquent, la DMO est utilisée comme critère de substitution pour mesurer la solidité des os et leur résistance aux fractures.

La densité minérale osseuse (DMO) correspond tout simplement à la quantité de contenu minéral osseux dans une zone osseuse en particulier.
D'un point de vue clinique, l'ostéoporose est définie comme une valeur de DMO de tout site osseux inférieure à la DMO de la tranche inférieure de 2,5 % de la population de jeunes adultes de même sexe. L'ostéopénie correspond aux valeurs de DMO supérieures aux valeurs ostéoporotiques, mais comprises dans la tranche inférieure de 16 % de la même population de jeunes adultes de même sexe. Il est certain que si aucune mesure corrective n'est prise, l'ostéopénie peut se transformer en ostéoporose. Même si nous savons que la masse osseuse est constituée en grande partie de protéines et d'autres substances non minérales, la masse osseuse et la DMO sont généralement confondues; le contenu minéral de l'os peut se mesurer de manière non invasive et la DMO est étroitement liée à la solidité des os. Le risque de développer l'ostéoporose peut être réduit à l'aide de deux stratégies de premier plan : 1) maximiser le pic de masse osseuse avant l'âge de 30 ans et 2) ralentir le taux de perte osseuse dans les décennies qui suivent.

L'exercice pour maximiser le pic de masse osseuse
Une importante étude longitudinale effectuée par Bailey et coll. (1996) a montré que jusqu'à 30 % du pic de masse osseuse est atteint dans les trois années de la puberté. Des recherches ultérieures ont confirmé l'importance d'une activité régulière (et d'une alimentation optimale) lors de ces années ainsi que pendant l'adolescence. Par exemple, en 1999, Bailey et coll. ont constaté que le contenu minéral osseux total des garçons et des filles s'adonnant à des activités récréatives était 9 % et 17 % plus élevé, respectivement, que celui de leurs homologues non actifs. Les essais portant sur des exercices contrôlés sur le terrain représentent les tests les plus rigoureux à ce sujet et, généralement, ils confirment que même dans les années prépubères, des programmes d'activités physiques vigoureux permettent d'accumuler un contenu minéral osseux plus élevé que celui observé chez les enfants sédentaires (Bradney et coll., 1998; Morris et coll. 1997). Il est assez intéressant de constater que ces études, qui montrent la plus grande incidence de l'activité sur le contenu minéral osseux ou la densité minérale osseuse chez les enfants ou les adolescents, font appel à une grande diversité d'activités récréatives ou à des activités de port de poids avec changements de direction fréquents et rapides (comme au tennis).

On ne sait pas si l'avantage d'un mode de vie actif pendant l'enfance se maintient pendant la vie du jeune adulte ni si elle a une incidence sur le risque éventuel de fracture. Le peu de renseignements dont nous disposons laisse supposer que cet avantage relatif au pic de masse osseuse plus élevé dans la jeunesse peut se perdre à l'âge mûr (Karlsson et coll., 2000; Vuori, 2001). Des données encourageantes indiquent toutefois qu'un pic de masse osseuse élevé peut être maintenu grâce à l'activité physique, même si celle-ci est réduite (Kontulainen et coll., 1999). Il semble que la vieille formule qui dit “Utilisez-le ou vous le perdrez” s'applique à l'adaptation du squelette ainsi qu'aux changements métaboliques et cardiovasculaires associés à l'entraînement.

L'exercice pour les adultes de plus de 30 ans ralentit la perte osseuse
Certaines études menées auprès de femmes de 30 à 55 ans soutiennent l'hypothèse très répandue selon laquelle les exercices de port de poids, qu'ils soient aérobies ou axés sur la force, peuvent entraîner une augmentation modérée de la DMO (Vuori, 2001). Les gains de DMO chez les femmes adultes préménopausées sont beaucoup plus faibles (au mieux, 3 % par année) que ceux observés chez les enfants et les adolescents, et souvent, ils ne se manifestent qu'après un entraînement d'au moins 12 à 18 mois. Rockwell et coll. (1990) ont obtenu des résultats inhabituels; ils ont montré une diminution de la DMO de la colonne lombaire chez des femmes de 34 à 42 ans après neuf mois d'entraînement en circuit avec port de poids. Chez ces femmes, les taux d'hormones paratyphoïdes, qui ont tendance à extraire le calcium des os, étaient élevés, ce qui laisse supposer que malgré les suppléments de calcium, il se peut que l'apport en calcium ait été insuffisant pour elles.

Nous manquons toujours de données probantes permettant d'établir la quantité minimale d'exercices nécessaires aux femmes postménopausées pour ralentir la perte osseuse associée à l'âge ou, idéalement, pour stimuler le gain absolu de masse osseuse (Wallace et Cumming, 2000; Wolff et coll., 1999). Il est beaucoup plus difficile pour les personnes plus âgées d'obtenir des gains absolus de masse osseuse, surtout chez les femmes qui ont une carence en œstrogènes. Les interventions les plus réussies en ce qui concerne l'exercice chez les femmes postménopausées comportaient diverses formes d'exercice de moyenne à haute intensité plutôt qu'un seul type d'entraînement. Par exemple, Dalsky et coll. (1988) ont demandé à leurs sujets d'adopter un programme rigoureux de marche et de course en combinaison avec une callisthénie et des exercices comportant des escaliers à monter. Après 9 mois, ils ont constaté une augmentation de 5,4 % de la DMO de la colonne lombaire. Dans une autre étude, Iwamoto et coll. (1998) ont demandé à des femmes postménopausées d'augmenter leur distance quotidienne de marche de 45 %, en plus d'effectuer deux séries de callisthénie par jour composées de levées de jambe tendue, d'accroupis et d'exercices de renforcement des muscles abdominaux et dorsaux. Après 12 mois, la DMO de la colonne lombaire de ces sujets avait augmenté en moyenne de 4,5 %. Il se peut que les gains de DMO induits par l'exercice soient deux fois plus élevés chez les femmes qui prennent des hormones de substitution (Kohrt et coll., 1995).

Contrairement aux résultats positifs décrits ci-dessus, de nombreux essais bien conçus et supervisés proposant des exercices n'ont pas réussi à montrer un gain absolu de masse osseuse chez leurs sujets assidus; par contre, ils ont mis en évidence un ralentissement de la perte osseuse associée à l'âge. Ce dernier résultat est tout de même important : si la masse osseuse peut se stabiliser et être protégée contre les pertes avec l'âge, il s'agit alors d'une belle réussite.

Certaines généralisations peuvent être faites sur les programmes d'exercices pouvant avoir des effets positifs sur la santé osseuse des femmes d'âge mûr. Préférer :

Voici un avertissement important : pour les personnes qui souffrent d'ostéoporose grave avec ou sans fracture de fragilité, les exercices avec impact et ceux qui supposent une flexion avant de la colonne vertébrale devraient être évités afin de réduire le risque de blessures (Bloomfield et Smith, sous presse en 2001).

Le rôle du calcium et son interaction avec l'exercice
Même si une certaine controverse entoure l'importance relative de l'apport en calcium pour optimiser la santé des os comparativement aux exercices de port de poids et aux facteurs hormonaux, il est difficile de nier que les personnes qui mangent peu d'aliments riches en calcium ont en moyenne une masse osseuse moins importante (et un risque plus élevé de fracture) que celles du même âge qui en mangent suffisamment ou beaucoup. Ces résultats ont été étayés chez les adolescents et les jeunes femmes (Anderson et Metz, 1993) ainsi que chez les femmes adultes plus âgées (Heaney, 2000). En fait, les personnes plus âgées font face à un double défi : tout comme leurs besoins et leur apport énergétique moyen diminuent, la proportion de calcium absorbé par les intestins diminue aussi. Ce phénomène explique en partie pourquoi l'apport quotidien recommandé pour les personnes âgées de plus de 50 ans est plus élevé que pour les plus jeunes.

Comme Cumming et Nevitt (1997) et Heaney (2000) l'ont affirmé, la recherche montre qu'une augmentation de l'apport en calcium augmente la masse osseuse ou réduit le risque de fracture de la hanche, surtout chez les personnes dont l'apport initial en calcium alimentaire est peu élevé. À titre d'exemple, un essai prospectif sur 14 ans a mis en évidence qu'un apport en calcium supérieur à 765 mg/jour était associé à une réduction de 60 % du risque de fracture de la hanche chez les hommes et chez les femmes âgés de 50 à 76 ans au début de l'étude (Holbrook et coll., 1988).

Il est intéressant de constater qu'il pourrait y avoir un seuil pour l'apport en calcium qui équivaudrait à 1 000 mg/jour. Sous ce seuil, l'activité physique aura un effet minimal sur l'augmentation de la masse osseuse (Specker, 1996). Si cette hypothèse se confirme, il se pourrait que les personnes physiquement actives aient besoin d'augmenter leur apport en calcium (Weaver, 2000). Ce besoin hypothétique d'une quantité plus élevée de calcium pour soutenir l'augmentation de la formation osseuse vraisemblablement stimulée par l'activité physique et le manque de réponse dans les cas où des taux plus élevés de calcium ne sont pas disponibles pourraient grandement expliquer les divergences apparentes dans les articles sur l'exercice et la santé des os. Les études de Bloomfield et coll. (1993), de Dalsky et coll. (1988) et d'Iwamoto et coll. (1998) sont des exemples d'essais, fondés sur des programmes d'exercices avec gains absolus de masse osseuse, particulièrement réussis. Dans chacune de ces études, des femmes postménopausées ont consommé au moins 1 500 mg de calcium par jour dans les aliments ou sous forme de suppléments. En conséquence, il semble que toutes les personnes actives devraient s'assurer d'obtenir la dose quotidienne de calcium recommandée (1 300 mg/j pour les adolescents, 1 000 mg/j pour les adultes de 18 à 50 ans et 1 200 mg/j pour les adultes de 50 ans et plus) afin de “tirer profit” des effets stimulants de leur programme d'exercices sur la synthèse osseuse. Étant donné le grand nombre d'aliments enrichis en calcium et de suppléments de calcium sur le marché, il n'y a pas d'excuses pour ne pas en consommer assez. (Voir le supplément de cet article.)

La troisième et dernière patte du tabouret : les facteurs hormonaux
Tout comme un tabouret ne saurait tenir en équilibre s'il a seulement deux pattes, la santé optimale des os nécessite un troisième facteur plus important encore que l'exercice et l'apport adéquat en calcium, soit la production normale des hormones ayant des incidences sur la formation et les pertes osseuses. En général, ces effets hormonaux sont plus puissants que ceux de l'activité physique et de l'apport en calcium. Par exemple, une augmentation du cortisol et d'autres hormones glucocorticoïdes circulantes due à des médicaments pour traiter des maladies chroniques, comme l'asthme ou une maladie inflammatoire de l'intestin peut entraîner une perte osseuse importante au fil du temps, peu importent le programme d'exercices ou la quantité de calcium alimentaire (Lukert, 1999). Toute personne prenant des glucocorticoïdes par voie orale ou par inhalation devrait demander à son médecin de vérifier sa densité minérale osseuse. Il serait certainement prudent de faire régulièrement une activité physique et de s'assurer de prendre suffisamment de calcium; ces mesures devraient minimiser les effets indésirables des hormones.

Chez les hommes, toute suppression de testostérone circulante contribue aussi à la perte osseuse. Chez les hommes vieillissants, une bonne partie de la perte osseuse liée à l'âge pourrait être due à une diminution progressive de la production de testostérone. La plupart des gens savent qu'une carence en œstrogènes, souvent observée lors de la ménopause mais aussi lors d'une aménorrhée prolongée chez certaines athlètes féminines, entraîne une accélération de la perte osseuse chez les femmes. La diminution des taux d'œstrogènes peut aussi jouer un rôle important dans la phase lente et continue de la perte osseuse chez les hommes vieillissants (Riggs et coll., 1998). (L'ostéoporose n'est pas une maladie réservée aux femmes; après 60 ans, un homme sur quatre subit une fracture de fragilité à un moment ou un autre de sa vie [Nguyen et coll., 1996].)

L'accélération bien étayée de la perte osseuse au cours des trois ou cinq premières années après le début de la carence en œstrogènes, qu'elle soit due à la ménopause ou à l'aménorrhée chez les femmes plus jeunes, peut entraîner une perte de masse osseuse allant jusqu'à 3 à 5 % par année pendant la même période. Depuis plusieurs décennies, il est reconnu que l'hormonothérapie substitutive (généralement constituée d'un mélange d'œstrogènes et de progestine) peut ralentir efficacement cette accélération de la perte osseuse. Mais beaucoup de femmes refusent l'hormonothérapie substitutive ou ne peuvent accepter ce traitement en raison de ses effets secondaires possibles (p. ex. la formation de thrombus chez les femmes ayant des antécédents de maladie cardiovasculaire).

Les femmes posent souvent la question suivante aux soigneurs, aux entraîneurs personnels et aux thérapeutes : faire régulièrement des exercices vigoureux et un apport suffisant en calcium peuvent-ils remplacer l'hormonothérapie substitutive. La réponse est simple, c'est non; ils ne peuvent la remplacer. Faire régulièrement de l'exercice peut ralentir quelque peu la perte osseuse causée par une carence en œstrogènes, mais les femmes qui non menstruées ont toujours des valeurs de DMO plus basses que celles dont le taux d'œstrogènes est suffisant et les mêmes habitudes relatives à l'exercice et à l'alimentation. Faire régulièrement des exercices de port de poids et un apport élevé en calcium devraient atténuer, mais non prévenir, toute la perte osseuse due à une carence en œstrogènes.

Mise en garde : chez les jeunes femmes en santé, une interaction entre l'exercice et l'utilisation de contraceptifs oraux pourrait nuit à la santé osseuse. Deux études ont révélé une suppression de l'augmentation normale de la DMO liée à l'âge chez des femmes ayant pris des contraceptifs oraux et ayant participé à un programme d'exercice s'échelonnant sur deux ans (Burr et coll., 2000; Weaver et coll., 2001). Si cette hypothèse se confirme, il est évident que ces effets étonnants ont des répercussions négatives sur l'atteinte du pic de la masse osseuse chez les jeunes femmes.

RÉSUMÉ

La santé optimale des os et la réduction du risque de fracture ostéoporotique reposent sur deux importantes stratégies : accumuler le plus de masse osseuse possible au cours des 30 premières années de sa vie, puis ralentir le taux de perte osseuse liée à l'âge par la suite. L'exercice, un apport adéquat en calcium et minimiser les changements hormonaux qui entraînent une perte osseuse sont les principaux outils dont nous pouvons nous servir. La masse osseuse peut être estimée en mesurant la densité minérale osseuse, un test clinique facile à effectuer. Divers mouvements d'intensité modérée et mettant en jeu plusieurs groupes musculaires font partie des meilleurs exercices pour la santé des os. Ces activités devraient générer des forces de choc avec une mise en charge et mettre l'accent sur les mouvements rapides plutôt que lents. Les personnes ayant reçu un diagnostic d'ostéoporose peuvent aussi bénéficier d'une activité physique régulière, mais elles devraient éviter les exercices avec impact et les mouvements qui requièrent une flexion avant de la colonne vertébrale. Un apport adéquat en calcium est très important; les personnes physiquement actives peuvent avoir besoin d'au moins 1 000 mg de calcium par jour pour tirer profit des effets positifs de l'activité physique sur les os. Le calcium provenant des produits laitiers est le mieux absorbé, mais il y a de nombreuses autres façons d'inclure du calcium dans son alimentation, que ce soit sous forme d'aliments ou sous forme de suppléments. À tout âge, un excédent de glucocorticoïdes et une carence en œstrogènes entraînent une perte osseuse qui ne peut être entièrement compensée par une activité vigoureuse et un apport élevé en calcium.

Dans les pays développés, l'incidence des fractures de fragilité dues à l'ostéoporose augmente encore plus rapidement que le nombre de personnes âgées dans la population. Ce phénomène aura des conséquences désastreuses sur le coût des soins de santé (qui s'élèvera à des millions par année seulement aux États-Unis), et surtout, sur la qualité de vie des personnes souffrant de fractures invalidantes. L'ostéoporose est une maladie qui peut être évitée; elle n'est pas l'une des conséquences inévitables de la vieillesse. Les professionnels de l'exercice et de la diététique peuvent jouer un rôle primordial pour inverser cette tendance, à condition d'arriver à persuader leurs clients, leurs patients et leurs enfants de faire régulièrement de l'exercice et d'augmenter leur apport en calcium dans leur vie de tous les jours.

REFERENCES

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© 2001 Gatorade Sports Science Institute

This article may be reproduced for non-profit, educational purposes only.

 

 

STEPS TO A STRONGER SKELETON
Sports Science Exchange Supplement 82 VOLUME 14 - NUMBER 3

 

Exercise and dietary intake of calcium are two lifestyle factors within our control that can greatly improve bone health. The optimal characteristics of a physical activity program that typically will increase bone mass and thereby minimize fracture risk are summarized in the table below. Examples of physical activities that best “fit the bill” are weight-training (by machines or free weights), tennis, handball, racquetball, squash, gymnastics, volleyball, stair climbing, heavy gardening and lawn work, and step aerobics. The very best regimen would include at least three different activities spaced out over each week. Walking alone is likely to be effective only for previously sedentary individuals.

Achieving Adequate Calcium Intake
Over the last decade calcium requirements have been carefully redefined and reflect higher calcium intakes than the previous Recommended Daily Allowance values. The graphs to the right illustrate “Adequate Intake” values (in green) as compared to actual average intakes. Clearly, too many men over 50 years of age and girls/ women over 10 years of age are missing the mark by a wide margin. The latter group is highly unlikely to achieve its true biological potential in peak bone mass.

The general rule that vitamin and mineral dietary requirements are best met by eating foods rather than in supplement form is true for calcium as well. How much of the ingested calcium that actually gets absorbed in the intestine depends on many co-factors that are often present in food. The USDA Food Guide Pyramid recommends 2-3 servings of dairy products and 3-5 servings of vegetables per day. But there are many other sources as well, including calcium-fortified orange juice, which contains about the same amount of calcium (350 mg/cup) as skim milk. Additional food items containing calcium are listed in the accompanying table. Good news for caffeine-lovers: There is a lot of calcium in that caffe latte!

For those who need more calcium than they can eat and drink on an average day, there are many calcium supplements on the market that come in forms such as calcium carbonate, calcium citrate, and calcium lactate. Those individuals with impaired gastric acid production cannot absorb calcium carbonate well on an empty stomach, so they should take those supplements with a meal. Otherwise, absorption is best when calcium supplements are taken between meals.

RECOMMENDED WEBSITES
www.osteo.org Web page for NIH Osteoporosis and Related Bone Diseases National Resource Center, contains many links to other organizations including National Osteoporosis Foundation (www.nof.org)

www.dairycouncilofca.org Tremendous practical resource: estimate your own daily calcium intake, teaching aids and more.

http://consensus.nih.gov/1994/1994optimalcalcium097html.htm Full text of Optimal Calcium Intake NIH Consensus Statement.

 

For additional information: In the U.S.A. and Canada: 1-800-616-GSSI (4774) Outside the U.S.A.: 847-967-6092 www.gssiweb.com

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