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Le marché des BCAA pèse aujourd’hui plusieurs millions de dollars, et cette tendance est à la hausse. Il s’agit d’un des compléments alimentaires les plus lucratifs dans le domaine du sport. Ils jouissent d’une extraordinaire réputation depuis les années 1980, en grande partie grâce à leur effet supposé sur la croissance musculaire. À l’heure actuelle, nombreux sont les sportifs à consommer des BCAA, que ce soit dans un objectif d’hypertrophie, de “protection musculaire” pour des épreuves d’endurance par exemple, de récupération ou encore pour bénéficier d’un effet stimulant. Ces allégations concernant les BCAA sont-elles vérifiées scientifiquement ? Ces compléments méritent-ils leur notoriété ? C’est ce que nous allons voir ensemble.
En bref
- Les BCAA, composés de leucine, isoleucine et valine, sont des acides aminés essentiels souvent utilisés dans le domaine sportif pour divers objectifs : hypertrophie musculaire, endurance et récupération.
- La leucine est particulièrement mise en avant pour son rôle dans la synthèse protéique, mais les BCAA dans leur ensemble ne sont pas une solution miracle pour la prise de masse musculaire.
- Les BCAA peuvent avoir un effet limité sur la performance en endurance et sont sujets à débat dans la communauté scientifique.
- L’efficacité des BCAA dépend de plusieurs facteurs, notamment le type d’activité physique pratiquée, la durée, la fréquence et l’intensité des séances.
- Les BCAA peuvent être utiles en complément d’une alimentation riche en protéines, mais leur consommation isolée peut être contre-productive.
- Les ratios de BCAA (leucine/isoleucine/valine) disponibles sur le marché ne sont pas toujours en adéquation avec les besoins réels et peuvent même être contre-productifs.
- Les BCAA peuvent avoir un rôle dans la régulation de la fatigue, mais les études sont encore contradictoires à ce sujet.
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Définition et rappels de physiologie
Le terme “BCAA” est l’acronyme anglais de branched-chain amino acid, soit “acides aminés à chaîne ramifiée” en français. Il s’agit de 3 acides aminés (AA) en particulier : la leucine, l’isoleucine et la valine. Ce sont des acides aminés dits “essentiels” (AAE).
Les protéines musculaires se composent de 20 acides aminés. Parmi eux, 9 sont essentiels.
L’organisme ne pouvant les synthétiser par lui-même, ils doivent obligatoirement être apportés par l’alimentation. Les 11 autres sont “non essentiels” (AANE), l’organisme peut les fabriquer à partir des 9 précédents.
En dehors des apports alimentaires, les muscles représentent l’unique source d’acides aminés essentiels du corps. Ils sont en quelques sortes notre “réservoir” d’acides aminés, qui peuvent mobilisés pour leurs besoins propres ou à destination d’autres tissus.
À distance des repas, le turnover protéique est négatif. C’est-à-dire que les protéines musculaires sont davantage dégradées que synthétisées.
En effet, les protéines dites de “structure”, des muscles, de la peau ou des tendons par exemple sont sans cesse recyclées. Les anciennes protéines sont dégradées et leurs composants servent à en créer de nouvelles. Puisqu’il y a toujours une part d’entre elles qui est oxydée (détruite définitivement pour pallier un besoin énergétique), on comprend que le nouveau total protéique est inférieur au précédent.
Pour qu’il y ait synthèse protéique et que la masse musculaire soit entretenue, un apport exogène (par l’alimentation) comportant tous les acides aminés en quantité suffisante est essentiel. L’absence ou la présence insuffisante d’un ou de plusieurs de ces acides aminés peut constituer un facteur limitant aux nouvelles synthèses.
Par conséquent, l’absence prolongée d’apport de protéines alimentaires contenant les acides aminés nécessaires engendre un catabolisme musculaire. Il y a alors davantage de protéines détruites que de protéines créées, ce qui a pour effet de diminuer la masse musculaire.
Comment s’est bâtie sa notoriété ?
Si pour positiver le turnover protéique et ainsi favoriser l’hypertrophie musculaire il faut obligatoirement que les 9 AAE et les 11 AANE soient présents en quantités adéquates, comment l’utilisation des BCAA (seulement 3 des 9 acides aminés essentiels) a-t-elle pu se démocratiser autant dans un objectif de prise de masse musculaire ?
Une des explications est la teneur des BCAA en leucine. Cet acide aminé est reconnu scientifiquement pour servir de précurseur à la synthèse protéique. En effet, la cascade de réactions métaboliques à l’origine de la synthèse protéique est directement dépendante des quantités de leucine disponibles. Il s’agit d’un élément crucial pour enclencher la voie métabolique PI3Kakt-mTOR, synonyme d’anabolisme musculaire.
De plus, la leucine peut également jouer un rôle de régulateur des voies de signalisation intracellulaires impliquées dans ce processus de synthèse.
Les deux autres acides aminés constitutifs des BCAA, l’isoleucine et la valine, ne présentent pas les mêmes caractéristiques anaboliques. On aurait donc pu se dire que la consommation isolée de leucine suffirait à produire les effets escomptés sur la masse musculaire, de manière plus efficace que la combinaison de tous les BCAA.
Cependant, il existe deux limitations importantes d’un complément alimentaire ne contenant que de la leucine. Premièrement, l’indisponibilité des autres acides aminés essentiels est un facteur limitant de l’action anabolique induite par celle-ci. Deuxièmement, l’élévation de la concentration de leucine dans le plasma sanguin active la voie métabolique qui oxyde tous les BCAA.
Par conséquent, l’ingestion de leucine seule entraîne une diminution des concentrations plasmatiques d’isoleucine et de valine.
C’est pour pallier ces diminutions de concentrations que l’on ajoute l’isoleucine et la valine au complément(1).
Dans le commerce, on trouve plusieurs ratios inscrits sur les boîtes de BCAA : 2/1/1, 4/1/1, 10/1/1 voire même plus !
Le 1er chiffre représente la dose de leucine, proportionnellement aux deux autres BCAA. L’argument commercial réside dans ces proportions.
Plus elles sont favorables à la leucine, plus le produit serait efficace et de qualité…
Nous verrons plus bas que c’est en réalité l’inverse qui se produit.
En plus de la présence de leucine, plusieurs études sur les rats parues dans les années 1980 ont soutenu le concept d’un effet unique des BCAA sur l’anabolisme musculaire.
Cependant, ces résultats sont d’une pertinence limitée pour être transposés chez l’Homme. En effet, les doses étaient administrées par voie intraveineuse (et non oralement comme c’est le cas pour les compléments alimentaires) et s’avéraient être plusieurs fois supérieures à celles apportées par une alimentation classique.
Il est à noter que le système de régulation des synthèses protéiques est très différent entre les deux espèces. Enfin, la méthodologie utilisée n’avait alors que peu de signification physiologique : bien que l’administration de BCAA implique une hausse des synthèses protéiques au sein du muscle, celle-ci n’est que temporaire et n’est pas synonyme d’augmentation de la masse musculaire.
La consommation isolée d’un mélange déséquilibré d’acides aminés tels que les BCAA peut stimuler transitoirement la synthèse des protéines en utilisant des réserves endogènes d’acides aminés issues du plasma et des pools intracellulaires libres.
Mais celles-ci s’épuisent rapidement. Si la stimulation de la synthèse protéique n’est pas soutenue (comme c’est le cas avec l’ingestion de protéines intactes), elle ne peut aboutir au développement musculaire.
La distinction n’était pas encore faite entre l’activation des marqueurs de l’anabolisme musculaire et la véritable prise de muscle. Les deux phénomènes étaient d’emblée considérés comme allant de pair, or ils sont bien différents.
L’activation de ces voies de signalisation ne peut coïncider avec une synthèse accrue des protéines musculaires que si tous les acides aminés essentiels et AANE sont apportés par les aliments pour servir de précurseurs.
Les deux processus sont à bien distinguer :
Par exemple, une augmentation de la concentration d’insuline est un puissant activateur des voies de signalisation anabolique, mais cela n’augmente pas la synthèse musculaire en raison d’une carence en acides aminés essentiels.
À l’inverse, selon cette étude, la consommation d’une petite quantité (3 g) d’acides aminés essentiels stimule la synthèse des protéines musculaires sans affecter l’activité du facteur d’initiation, ici la phosphorylation de la protéine p70S6 kinase(2).
Que concluent les études scientifiques actuelles ?
Depuis 35 ans, d’autres études ont porté sur les actions potentielles des BCAA sur la performance chez les humains. On retient que pour un objectif d’hypertrophie musculaire, la prise de BCAA seule (c’est-à-dire non conjuguée à un autre apport alimentaire contenant des protéines intactes) est inutile, voire contre-productive.
Étonnant sachant qu’ils sont connus pour produire l’effet inverse !
Comment expliquer ce phénomène ?
Comme développé plus haut, cette erreur d’interprétation est due au fait que la simple observation d’une augmentation d’activité des marqueurs de l’anabolisme a longtemps été synonyme de construction de masse musculaire sans que celle-ci ne soit jamais vérifiée(3). On sait maintenant que l’activation de ces marqueurs ne peut coïncider avec une synthèse accrue des protéines musculaires qu’en présence de nombreux autres acides aminés essentiels (donc pas dans le cas de BCAA pris de façon isolée).
Que se passe-t-il lorsque l’on consomme uniquement des BCAA ?
L’ingestion de BCAA seul induit une réduction de la dégradation des protéines au sein du muscle, mais ne provoque pas de nouvelles synthèses.
En effet, les BCAA sont les acides aminés les plus présents au sein du tissu musculaire (à hauteur d’un tiers des protéines contractiles) et constituent un substrat énergétique de choix pour ce dernier.
Lors d’un exercice prolongé, ce sont eux qui sont préférentiellement oxydés lorsque les réserves de glucose s’épuisent.
Lorsque l’on en consomme, le muscle n’a plus besoin de dégrader ses propres protéines pour en libérer les acides aminés essentiels constitutifs, puisqu’on lui en apporte de l’extérieur.
Avec les BCAA, on observe une moindre dégradation du tissu musculaire, celui-ci libère moins d’acides aminés essentiels, le taux de synthèse protéique qui s’en suit est donc réduit.
Tous ces phénomènes vont dans le sens d’une diminution du turnover protéique. Pour “construire du muscle”, il est nécessaire de positiver ce turnover en provoquant d’abord une dégradation des fibres musculaires, forçant le muscle à libérer ses acides aminés essentiels dans le plasma, pour ensuite apporter des protéines intactes (contenant tous les acides aminés nécessaires) et enclencher le processus anabolique.
Les BCAA seuls agissent en “bloquant” ce processus en réduisant la dégradation des fibres. Il s’ensuit une faible concentration d’acides aminés essentiels dans le plasma sanguin et donc une faible réutilisation de ces derniers pour la construction musculaire.
En pensant “protéger” ses muscles, on les empêche donc de devenir plus forts !(4)
De plus, la consommation de BCAA, de ses acides aminés constitutifs ou de n’importe quel acide aminé pris de façon isolée crée une concurrence au niveau de leur système de transport dans les cellules musculaires.
La leucine, l’isoleucine et la valine se font donc concurrence entre elles et avec les autres acides aminés essentiels, diminuant leur disponibilité intramusculaire(5).
Ce concept de concurrence est encore plus marqué avec des ratios de BCAA très déséquilibrés en faveur de la leucine !
Néanmoins, les BCAA ne sont pas à bannir pour autant, car, même si consommés seuls ils ne présentent pas d’intérêt, ils peuvent cependant renforcer l’effet anabolique d’un repas protéiné.
D’après la méta-analyse(6) : “L’ajout de 5 g de BCAA à une boisson contenant 6,25 g de protéines de lactosérum a augmenté la synthèse des protéines musculaires à un niveau comparable à celui induit par 25 g de protéines de lactosérum […] la réponse des BCAA combinés à une protéine intacte est un problème différent de l’effet des BCAA seuls, car la protéine intacte fournit tous les acides aminés essentiels nécessaires”.
Son rôle selon le type d’effort
Sport de force
Lorsque l’on pratique un sport de force et a fortiori la musculation, l’objectif nutritionnel est de permettre une récupération optimale du système nerveux entre chaque entraînement et de favoriser le développement de la masse musculaire.
Afin d’exploiter au maximum le phénomène de riposte anabolique après une séance, une solution peut être d’enrichir sa ration de protéines avec des BCAA ou de la leucine seule. Cette adjonction a pour effet de maximiser la puissance anabolique des protéines(7).
Chez les sportifs consommant de la protéine de lactosérum en post-entraînement, bien que ce complément contienne déjà environ 10% de leucine, cet apport semble pouvoir être encore optimisé.
En effet, la combinaison protéines complètes/leucine semble permettre de réduire le catabolisme de manière plus franche que l’apport de 30 g de whey protéine prise isolément et d’induire une réponse anabolique généralisée plus complète.
D’après l’étude(8), même les muscles n’ayant pas été directement entraînés ont pu profiter d’un gain de masse et de force grâce à une combinaison de glucides + whey + leucine. Outre la question du dosage respectif de protéines complètes et de leucine ou de BCAA, ces améliorations de la réponse anabolique peuvent s’expliquer par deux mécanismes :
Issus de protéines déjà hydrolysées, les acides aminés sont digérés plus rapidement que les protéines complètes. Ils se retrouvent donc plus rapidement dans le plasma et à disposition des muscles. Cette vitesse d’absorption permet de ne pas créer de compétition au niveau de l’assimilation. Ingérés au même moment que les protéines, les BCAA atteindront les muscles les premiers suivis des acides aminés issus des protéines complètes qui, après avoir subi différentes phases de digestion, permettront une récupération complète.
De plus, l’enrichissement des protéines en leucine permet de compenser un manque de sensibilité des muscles à son action anabolique. Plus on avance en âge, plus les niveaux plasmatiques de leucine devront être élevés pour reproduire la réponse anabolique induite chez un sujet jeune.
Malgré cette synergie marquée des protéines et de la leucine ou des BCAA consommées simultanément en phase de récupération post-effort, elle ne s’avère plus pertinente dans le cas où le sportif couvre déjà ses besoins en protéines.
Lorsque l’alimentation assure un apport protéique optimal, on ne remarque plus de corrélation entre une consommation croissante de protéines et de leucine sur l’anabolisme musculaire(9).
Les acides aminés libres apportés en excès sont alors dégradés puis excrétés sous forme d’urée dans les urines. Il n’y a donc pas de plus-value décelable de l’adjonction de leucine à la ration protéique lorsque des valeurs seuils sont atteintes. Ces valeurs sont bien sûr fonction du type d’entraînement, de sa fréquence et de son intensité.
Sport d’endurance
Les BCAA promettent en théorie beaucoup pour ce qui est de l’amélioration des capacités d’endurance.
Chez les coureurs longue distance, les cyclistes ou les triathlètes par exemple, ils sont utilisés pour garantir l’intégrité musculaire et abaisser le niveau de fatigue ressentie.
Que disent les résultats des études à ce sujet ?
Un exercice de longue durée implique l’utilisation de tous les substrats énergétiques. Après l’oxydation du glucose et des acides gras, ce sont les acides aminés qui servent de carburant à l’organisme. Sauf que, contrairement au glucose et aux acides gras, le corps humain ne dispose d’aucun système pour stocker des acides aminés en cas de besoin.
Pour que les muscles puissent les utiliser à des fins énergétiques, la lyse des protéines musculaires est incontournable.
La leucine, l’isoleucine et la valine font partie des rares acides aminés qui peuvent être utilisés directement au sein du muscle lors d’un effort. Lorsque le glucose commence à faire défaut, ce sont donc les BCAA qui sont principalement utilisés et plus particulièrement la leucine. Cette utilisation des BCAA implique donc la protéolyse musculaire qui est proportionnelle à l’intensité et à la durée de l’effort.
Bien que la quantité d’énergie produite à partir des acides aminés soit relativement faible (de l’ordre de 3 à 10%) selon les études(10), les phénomènes qui en découlent ont des conséquences néfastes sur la performance : la dégradation du tissu musculaire et l’apparition de la fatigue. La consommation de BCAA pendant un effort d’endurance pourrait à ce titre sembler pertinente pour pallier ces désagréments.
Cependant, celle-ci ne se traduit pas par une amélioration franche des performances. Il ne semble pas y avoir à ce jour un consensus sur un potentiel effet bénéfique d’une prise de BCAA sur l’endurance.
De plus, un apport exogène de BCAA au détriment des glucides entraîne forcément une utilisation plus importante de ces acides aminés.
Or leur utilisation métabolique pour fournir de l’énergie implique leur désamination et donc une libération importante d’ammoniaque, un composé connu pour sa toxicité et son implication dans l’apparition de la fatigue.
Il est plus optimal d’un point de vue physiologique de miser sur les glucides pour les épreuves longues (de 2h à 10h).
Bien que certaines études montrent une forte baisse des concentrations de BCAA plasmatiques dans les heures suivant un exercice de type endurance(11), il est possible de pallier ces contraintes en orientant le métabolisme vers la consommation des glucides. Les apports glucidiques sous forme solide et liquide sont à adapter en amont et pendant l’épreuve.
Un autre avantage des BCAA serait de pallier la fatigue durant une séance éprouvante afin de rester concentré et productif jusqu’à la fin.
La justification de cet effet serait que les BCAA inhibent de manière compétitive le transport du tryptophane dans le cerveau. Le tryptophane étant un précurseur de la sérotonine (neurotransmetteur lié à l’endormissement), la prise de BCAA réduirait la fatigue.
Cependant, l’étude(12) montre que, chez l’Homme, l’effet de compétition BCAA/tryptophane est contesté. La pénétration facilitée du tryptophane dans la barrière hémato-encéphalique n’est pas obligatoirement suivie d’une sensation de fatigue.
Il est cependant avéré que les BCAA inhibent l’absorption de tyrosine dans le cerveau qui est un précurseur des catécholamines (connues pour améliorer les performances physiques). En réduisant la production de catécholamines, l’ingestion de BCAA annulerait l’effet bénéfique escompté au départ.
Pour remédier à ça, une piste serait d’ajouter de la tyrosine aux BCAA.
En résumé
Bien que les BCAA promettent beaucoup, les études récentes incitent à prendre du recul sur leurs bienfaits potentiels sur la performance.
On sait que la prise isolée de BCAA diminue la dégradation et donc la construction du tissu musculaire.
Pour un objectif de prise de masse, ils n’auront d’effets positifs que dans le cas où les apports protéiques se trouvent en deçà des besoins du sportif et s’ils sont combinés à une protéine contenant l’ensemble des acides aminés essentiels.
Bien que la leucine seule engendre une réponse anabolique, sa prise isolée n’a pas d’intérêt, elle est même contre-productive. De manière générale, la synthèse protéique est limitée lorsque les acides aminés (quels qu’ils soient) sont consommés de manière isolée.
Pour utiliser ce complément alimentaire de façon pertinente, il convient d’analyser en amont le type d’activité pratiquée, sa durée ainsi que la fréquence et l’intensité des séances. Pour ce qui est des épreuves d’endurance, la consommation de BCAA ne semble pas faire consensus dans l’amélioration des performances.
Les résultats sériques prélevés sur les sportifs d’endurance ayant consommés des BCAA pendant l’effort peuvent être interprétés de plusieurs manières : tantôt positive du fait d’une certaine protection musculaire liée à une réduction des taux de créatine kinase et de lactate déshydrogénase, tantôt négative du fait d’une surproduction d’ammoniaque et d’un effet de compétition avec les autres acides aminés essentiels et d’une moindre consommation de glucose.
Toutefois, lorsqu’il y a améliorations des performances, elles concernent le plus souvent les sportifs très entraînés.
À mon sens, plusieurs leviers de performance peuvent être ciblés et améliorés avant d’avoir recours aux BCAA comme l’apport protéique total, la qualité des aliments choisis, le timing des prises alimentaires ou encore la nature de la boisson de l’effort.
Bien qu’ils semblent plus utiles dans le cadre des sports d’endurance, rien n’empêche de se faire sa propre idée en les essayant. Garder à l’esprit qu’il s’agit d’un complément alimentaire, les doses consommées doivent être progressives et raisonnables.
La quantité à consommer par prise et par jour est à définir selon votre profil personnel, faites-vous conseiller par un(e) diététicien(ne) spécialisé(e).
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Sources éditoriales et fact-checking
