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PHOTO : Evita Ochel/Pixabay.com
La lactoferrine et le fer dans le sport – Les besoins en fer et les conséquences d'une carence
La carence en fer est considérée comme la carence en nutriments la plus courante au niveau mondial. Elle est particulièrement répandue chez les athlètes féminines, puisque 30 à 50 % d'entre elles en sont atteintes et dépendent de plusieurs facteurs. Les symptômes de la carence en fer comprennent l'anémie, qui, en revanche, peut également survenir sans carence en fer, la fatigue, des faiblesses, la diminution des performances physiques et de la fonction immunitaire. Une augmentation du rythme cardiaque et des niveaux de lactate peut également en résulter. En Europe, environ 23 % des femmes et 13 à 20 % des enfants, 15 % des hommes et environ 10 % des personnes âgées souffrent d'anémie (OMS, 2008), avec l'hypothèse d'une association de 50 % avec une carence en fer. Une enquête récente en Espagne a démontré un apport quotidien en fer insuffisant de 73 % chez les femmes et 23 % chez les hommes.
Après le magnésium, c’est le fer qui est considéré comme le minéral le plus important par les sportifs. En raison de sa fonction bien connue dans le transport de l'oxygène et en tant que composant sanguin, il semble plausible de penser à une carence en fer en cas de fatigue prématurée et de baisse de performance. Le fer est également un composant important de nombreuses enzymes et est donc impliqué dans la régulation du métabolisme énergétique. Les pertes de fer dues aux menstruations sont une raison fréquente pour les athlètes féminines de prendre en supplémentation ou même des perfusions de fer. Cependant, les perfusions de plus de 50 ml sont considérées comme une méthode de dopage. De plus, la faiblesse de la supplémentation en fer réside dans une très faible biodisponibilité, qui exige donc des dosages élevés mais qui, à son tour, provoque des effets secondaires tels que la constipation. Des interactions indésirables avec d'autres nutriments peuvent également se produire. Le transport du fer dans notre corps se fait par la liaison du fer aux protéines, par exemple la transferrine ou la lacto(trans)ferrine. Cette dernière se trouve principalement dans le lait, comme son nom l'indique. Environ deux tiers du fer total de l'organisme est lié dans les globules rouges sous forme d'hémoglobine. Un autre quart du fer est stocké sous forme de ferritine dans le foie, la rate et la moelle osseuse. Ces réserves sont très fluctuantes. En fonction des réserves de ferritine dans le sang et le foie, notre corps régule hormonalement l'absorption du fer alimentaire.
Les besoins quotidiens en fer sont calculés à partir des pertes et de la biodisponibilité du fer alimentaire, qui est en moyenne de 10 %, mais qui varie fortement d'une source à l'autre et en fonction de la matrice alimentaire. Les recommandations nutritionnelles actuelles prévoient 10 à 20 mg de fer par jour afin de compenser les pertes estimées à 1-2 mg. Les femmes en âge de procréer, les femmes enceintes et les mères allaitantes devraient viser la fourchette supérieure. Chez les athlètes, les microlésions causées par des perturbations répétées de l'exercice physique sur de longues distances, ainsi que l'utilisation de médicaments anti-inflammatoires tels que l'ibuprofène ou le Voltaren, peuvent provoquer des pertes supplémentaires de fer. Toutefois, les pertes en fer varient beaucoup d'une personne à l'autre, ce qui nous incite à ne pas en tirer de recommandations générales.
Teneur en fer dans l'alimentation
Les plus fortes teneurs en fer se trouvent dans la viande rouge et le foie, mais se trouvent aussi à un niveau inférieur dans les fruits à coques et les graines. Cependant, le taux d'absorption du fer des aliments dépend de plusieurs facteurs, dont le statut individuel en fer. Le fer corporel se trouve principalement sous trois formes chimiques. Le fer héminique est lié dans les globules rouges à la protéine hémoglobine, et dans les muscles à la myoglobine. L'hémoglobine transporte le fer dans le sang, la myoglobine dans les muscles. Le fer héminique n'existe que dans l'alimentation animale et est également la forme de fer ayant la biodisponibilité la plus élevée (15 à 35 %), alors que le fer sous forme libre est beaucoup moins absorbé (5 à 12 %). Le fer libre (Fe) peut se présenter sous forme de fer di- ou tri-valent (Fe2+, p.e. Fe3+) et est également appelé fer non héminique. Le fer héminique et le fer non héminique sont tous deux présents dans l'alimentation animale.
L'absorption du fer non héminique, contrairement au fer héminique, est influencée par diverses substances et nutriments dans une matrice alimentaire. Il est intéressant de noter que des protéines particulières présentes dans l'alimentation animale favorisent également l'absorption du fer non héminique. En outre, l'acide citrique et l'acide ascorbique (vitamine C) améliorent également la biodisponibilité du fer non héminique. À cet égard, environ 100 ml de jus d'orange ont un effet similaire à celui de 30 g de viande, ce qui augmente le taux d'absorption du fer d'un facteur 2 ou 3 ! Par contre, les polyphénols provenant par exemple du café ou du vin sont désavantageux en termes d'absorption du fer. Il est jugé important de noter que l'ingestion d'une boisson aigre pendant un repas, ou le fait d’ajouter du jus de citron sur ses légumes, est plus bénéfique que de repousser son café après le déjeuner. Même l'alcool, en raison de son effet stimulant et de la production d'acide dans l'estomac, influence positivement l'absorption du fer. Il n'est donc pas clair si la consommation de vin a une influence positive ou négative sur l'absorption du fer. Un effet négatif très net sur la biodisponibilité du fer est la formation de phytates complexes à partir de céréales. Un fait qui remet en question l'enrichissement en fer des céréales du petit-déjeuner. Au moins, ici aussi, la consommation simultanée de vitamine C ou de boissons acides améliore l'absorption.
La mauvaise absorption du fer peut également être causée par diverses conditions, telles que la maladie cœliaque, la gastroplastie, les maladies gastro-intestinales, cardiaques ou rénales, ainsi que l'infection par la bactérie Helicobacter pylori. Les végétariens et les végétaliens ont un risque accru de carence, car le meilleur fer hémique biodisponible est absent de leur alimentation. De plus, le soja, utilisé principalement comme source de protéines, contient les phytates mentionnés ci-dessus qui entravent l'absorption du fer. Par conséquent, il est très important pour ces groupes de personnes de prêter attention aux moyens alimentaires permettant d'améliorer l'absorption du fer non héminique.
Supplémentation en fer
Il est évident qu'une combinaison des facteurs ci-dessus augmente le risque de carence en fer. Par exemple, une athlète féminine végétarienne au régime ou ayant déjà une faible masse corporelle et consommant régulièrement du café aura un risque très élevé de carence en fer. Le statut en fer est généralement déterminé par l'analyse de la ferritine, qui indique principalement le niveau des réserves de fer. En raison d'une large gamme de niveaux normaux de réserves de fer, les conclusions sur la carence en fer sont discutables. Tout d'abord, il est important de respecter un comportement nutritionnel dans le cadre d'un régime alimentaire adapté concernant l'apport et l'absorption optimale du fer, avant toute mesure de supplémentation.
Il est souvent très difficile de savoir qui doit recevoir une supplémentation en fer, et les problèmes gastro-intestinaux sont fréquents. En ce qui concerne les athlètes, il est jugé important de noter que la supplémentation en fer n'améliore les performances physiques qu'en cas de carence existante. Les dosages cliniques varient entre 80 et 120 mg par jour, alors que l'enrichissement des aliments et des compléments alimentaires est limité à 14 mg par jour au maximum. Le niveau maximal tolérable à long terme sans risque est fixé à 45 mg par jour ! Outre les effets secondaires, les doses élevées entraînent également une augmentation défavorable du potentiel d'oxydation et entravent l'absorption d'autres minéraux. Comme d'une part la carence en fer est fréquente - en particulier chez les femmes et les sportifs - mais que d'autre part des doses élevées peuvent avoir des effets indésirables, il est certainement plus avantageux de commencer par améliorer l'absorption avant de prendre des compléments en fer.
La lactoferrine - une alternative aux compléments en fer
La lactoferrine offre une solution au dilemme d'un apport - nécessairement élevé - de fer supplémentaire afin de remédier à la carence et aux risques potentiels connus. Comme nous l'avons déjà mentionné, la lactoferrine est une protéine de transport qui se lie au fer. La lactoferrine est présente en forte concentration dans le lait des mammifères. Outre sa fonction complexe et de transport, elle a également un effet immuno-modulateur, anti-inflammatoire et antioxydant. Une molécule de lactoferrine peut se lier et transporter deux molécules de fer. À l'état "naturel", la lactoferrine du lait de vache n'est que partiellement saturée en fer (15 à 20 %) et est appelée holo-lactoferrine. La lactoferrine "vidée" contient moins de 5% de fer et est appelée apo-lactoferrine. Cette dernière est la principale forme de lactoferrine dans le lait maternel.
La lactoferrine provenant du lait de vache a d'abord été appliquée dans les substituts du lait maternel. Depuis 2012, la lactoferrine est enregistrée en tant que nouvel ingrédient alimentaire et son utilisation est autorisée dans différentes catégories d'aliments, principalement en raison de ses propriétés immunomodulatrices. Ce n'est que récemment que la fonction de la lactoferrine dans le métabolisme du fer a été mise en évidence. La biodisponibilité du fer provenant de la lactoferrine dépasse même la biodisponibilité la plus élevée connue du sulfate de fer (Rezk, 2015) : 300 femmes enceintes ont reçu soit 250 mg de lactoferrine, soit 150 mg de sulfate de fer, soit 250 mg de fumarate de fer pendant 8 semaines. Le groupe lactoferrine a atteint un taux d'hémoglobine deux fois plus élevé (+30 %) que les deux autres groupes (+15 % et +14 %). Dans le même temps, la lactoferrine a entraîné une diminution des effets secondaires et une meilleure tolérance. Une autre étude sur les femmes enceintes souffrant de carence en fer, avec ou sans anémie, a démontré que la lactoferrine (par rapport au sulfate de fer) améliorait le nombre de globules rouges, l'hémoglobine, le fer sérique et la ferritine sérique après 30 jours (Paesano, 2010). Auparavant, des taux d'absorption du fer similaires et une augmentation de l'hémoglobine, de la ferritine sérique et du fer sérique avaient été constatés avec la lactoferrine par rapport à une supplémentation en sulfate de fer (Nappi, 2009).
Amélioration des performances grâce à la lactoferrine
Chez les femmes non enceintes, et plus précisément chez les coureuses de fond, la lactoferrine pourrait également réduire l'incidence de l'anémie, généralement très courante dans ce groupe de personnes. Elles ont reçu soit 5 mg de pyrophosphate de fer avec ou sans 450 mg de lactoferrine pendant 8 semaines. Dans cette étude également, le groupe lactoferrine a montré un nombre plus élevé de globules rouges, un taux de ferritine et de fer sérique plus élevé (Koikawa, 2008).
Dans cette même étude, un test de performance a également été inclus. Les athlètes devaient effectuer une course de 3000 m avant et après la période de supplémentation. La vitesse de départ était fixée à 90 % du temps moyen de tous les meilleurs temps personnels, augmentée après 1000 m et à nouveau après 2000 m. Enfin, l'accumulation d'acide lactique a été mesurée. Ces valeurs montrent clairement que le groupe lactoferrine a connu une augmentation bien moindre par rapport à sa première course que le groupe fer seulement. Dans l'interprétation, on peut dire que l'évacuation continue de l'acide lactique est plus efficace après 8 semaines de lactoferrine plus une supplémentation en fer, par rapport au fer seul. On peut également conclure que l'amélioration des valeurs sanguines et du fer a conduit à un moindre effort sur le 3000m à une vitesse donnée, grâce à un meilleur transport de l'oxygène et finalement au métabolisme énergétique.
En résumé, la carence en fer et la diminution des performances, qui sont courantes dans le sport et en particulier chez les femmes, peuvent être traitées plus efficacement et avec moins d'effets secondaires par une supplémentation en lactoferrine, également en combinaison avec du fer et de la vitamine C à faible dose. Enfin, une telle supplémentation peut également être recommandée à titre préventif et à long terme.
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Littérature
• Colombani et al, 2015: Eisen (Fe) & Eisenmangel im Sport, Swiss Forum Sport Nutrition
• Koikawa et al, 2008: Preventive effect of lactoferrin intake on anemia in female long distance runners. Biosci Biotechnol Biochem, 72(4),931-5
• Nappi et al, 2009: Efficacy and tolerability of oral bovine lactoferrin compared to ferrous sulfate in pregnant women with iron deficiency anemia: a prospective controlled randomized study. Acta Obstet Gynecol Scand, 88(9):1031-5
• Paesano et al, 2010: Lactoferrin efficacy versus ferrous sulfate in curing iron deficiency and iron deficiency anemia in pregnant women. Biometals, 23:411-7
• Rezk et al, 2015: Oral lactoferrin versus ferrous sulphate and ferrous fumerate for the treatment of iron deficiency anemia during pregnancy. J Adv Nutr Human Metabol, 2:e740.doi:10.14800/janhm.740
• Samaniego-Vaesken et al, 2017: Iron intake and dietary sources in the Spanish population: Findings from the ANIBES study. Published ahead of print: 10.3390/nu9030203
• Iron depletion in athletes: http://paragraph.com.au/pdf/books/clin-sp-nutr.pdf
Auteur : Remo Jutzeler
Chef Recherche et Développement chez SPONSER SPORT FOOD
Dipl. Ing. Technologie alimentaire HES
MAS Nutrition & Santé ETHZ