Étude : la caféine a un effet limité sur la force musculaire

La caféine peut augmenter la force maximale. L'ampleur de cet effet semble différer entre les grands et les petits groupes musculaires. Sur ces deux points, cependant, les études montrent des résultats différents. Une étude récente menée à la University of Edinburgh tente d'apporter une réponse. L'effet de la caféine sur l'augmentation de la force semble ainsi mieux démontré. Dans l'ensemble, cet effet semble toutefois nettement plus faible que celui de la créatine. Comme la caféine peut annuler l'effet de la créatine, la créatine reste donc le meilleur choix lorsqu'il s'agit d'augmenter la force musculaire.

La caféine pour plus de force musculaire ?

Une nouvelle étude sur l'influence de la caféine sur la force maximale et la force explosive a récemment été publiée [1].

En ce qui concerne l'endurance et la fatigue, il est clair que la caféine offre des avantages [2,3]. Cela vaut aussi, par exemple, pour les sprints plus longs, en course à pied ou à vélo [4,5]. Tant qu'il s'agit d'efforts de plus d'une minute, il est clair que la caféine peut apporter un bénéfice.

Lorsqu'il s'agit toutefois de force maximale, c'est moins clair. Plusieurs études ont été menées dans ce domaine, avec des résultats parfois contradictoires [6,7,8,9 ]. Pourtant, en pratique, les athlètes de force utilisent plus de caféine que les autres athlètes [10]. On peut se demander, pour plusieurs raisons, si cela est justifié.

L'étude récente menée à la University of Edinburgh essaie d'y voir plus clair.

Effet de la caféine : localisation et taille des groupes musculaires ?

Des recherches antérieures ont montré des différences dans l'effet de la caféine sur la force maximale entre le haut et le bas du corps. Certaines études ont bien montré une influence de la caféine sur la force des muscles du haut du corps, mais pas du bas du corps [11,4] . Des chercheurs américains ont par exemple observé en 2006 que la prise de 201 mg de caféine augmentait bien la force maximale, exprimée en 1RM, le poids avec lequel une répétition pouvait être effectuée, au développé couché, mais pas lors des leg extensions [11].

D'autres études ont au contraire observé l'inverse [12,13]. C'est le cas d'une étude de la California State University en 2011 [12]. Lorsque les participants s'entraînaient avec une charge de 70 à 80 % de la 1RM, ils pouvaient effectuer plus de répétitions à la presse à cuisses, mais il n'y avait justement aucune différence au shoulder press et au bench press. Dans ce cas, 6 mg de caféine par kilo de poids corporel avaient été ingérés, soit largement plus du double de l'étude mentionnée précédemment.

Il existe également des études qui n'ont observé aucun effet, ni sur le bas du corps, ni sur le haut du corps [14,15]. Par exemple celle des mêmes chercheurs de la California State University. Dans une autre étude menée 3 ans plus tôt, ils n'ont observé aucun effet de la même quantité de caféine sur le bas comme sur le haut du corps lorsque la 1RM était examinée [14]. Le poids maximal avec lequel ils pouvaient effectuer une répétition n'augmentait donc pas sous l'effet de la caféine.

Dans une revue systématique de la Georgia State University sur les effets de la caféine, 27 études portant sur les effets de la caféine sur la force maximale ont été comparées [16]. Le résultat global était que la force maximale augmentait de 4 %. Les chercheurs qui ont réalisé la revue ont remarqué que la taille des groupes musculaires entraînés et leur localisation influençaient cet effet. Ils ne l'ont pas constaté pour l'effet de la caféine sur l'endurance. La revue a montré que la caféine avait un effet plus important sur les grands groupes musculaires que sur les petits groupes musculaires, et un effet plus important sur le bas du corps que sur le haut du corps. La différence entre le bas et le haut du corps peut s'expliquer par le fait que les groupes musculaires du bas du corps sont plus grands.

Activation des fibres musculaires

Pour expliquer cette différence entre l'effet sur les petits et les grands groupes musculaires, les chercheurs de Georgia State se penchent sur le pourcentage de fibres musculaires activées pendant un effort de force maximale. Ils renvoient à des recherches antérieures montrant que, dans les grands groupes musculaires, proportionnellement moins de fibres musculaires sont activées simultanément. Ainsi, il apparaît par exemple que 80 à 95 % des fibres musculaires des quadriceps sont activées, tandis que ce pourcentage est de 90 à 99 % pour un groupe musculaire plus petit comme les muscles du mollet [17].

La caféine semble surtout agir par l'intermédiaire du système nerveux central et, dans une moindre mesure, dans les muscles eux-mêmes. Pour le dire simplement, c'est le logiciel et non le matériel qui est amélioré. Le meilleur pilotage depuis le cerveau sous l'effet de la caféine permet d'activer davantage de fibres musculaires. Si une grande partie des fibres musculaires est déjà activée, comme dans les petits groupes musculaires, la marge d'amélioration est moindre que lorsqu'un nombre plus faible de fibres musculaires était activé. Cela n'explique pas entièrement la différence entre le bas et le haut du corps. Les chercheurs affirment que les groupes musculaires du bas du corps sont généralement plus grands, et c'est exact. Il est seulement étrange qu'aucune amélioration n'ait par exemple été observée dans les ischio-jambiers. En outre, il s'agit d'une revue systématique dans laquelle diverses études ont été comparées. On n'a donc pas comparé l'effet sur différents groupes musculaires chez une même personne, mais entre différentes personnes dans des circonstances différentes, comme le niveau d'entraînement du participant, l'alimentation, le type d'entraînement, le sexe, etc.

Étude récente de la University of Edinburgh

Sur la base des limites de la revue systématique de Georgia State, les chercheurs d'Édimbourg ont voulu combler les lacunes avec leur étude récemment publiée.

Seize hommes entraînés, âgés en moyenne de 21 ans, ayant au moins un an d'entraînement et s'entraînant deux fois par semaine, ont participé à l'étude. Au préalable, ils devaient indiquer la quantité de caféine qu'ils consommaient normalement. S'ils dépassaient 300 mg par jour, ils ne pouvaient pas participer, car cela pouvait influencer l'un des mécanismes par lesquels la caféine pourrait agir. Dans les 24 heures précédant l'essai, ils ne devaient pas consommer de produits contenant de la caféine, ni d'alcool, et ne devaient pas non plus s'entraîner intensément.

Les participants devaient suivre, deux jours différents, un protocole d'environ une heure. Ils recevaient une solution contenant 6 mg de caféine par kilo de poids corporel ou un placebo. Cela devait suffire à maximiser la quantité de caféine dans le sang [18]. La semaine suivante, les hommes qui avaient d'abord reçu un placebo recevaient la caféine, et inversement. Un quart d'heure après la prise de caféine ou de placebo, ils effectuaient un échauffement de quinze minutes. Trente minutes après l'ingestion commençait le test de la force maximale.

La force maximale a été testée dans deux groupes musculaires du haut du corps et deux groupes musculaires du bas du corps. Quatre exercices ont ainsi été effectués : pour les biceps et les avant-bras, mais aussi pour les quadriceps et les mollets. Sur trois tentatives de force maximale, la plus élevée était retenue. Une semaine plus tard, le même protocole était suivi, mais cette fois avec l'ingestion de l'autre solution, placebo au lieu de caféine ou inversement.

Résultats

Un effet de la caféine sur la puissance de pointe a d'abord été observé. Lorsque l'effet sur les grands et les petits groupes musculaires a été examiné, les chercheurs ont observé une différence tout juste insuffisante pour être qualifiée de statistiquement significative (p = 0.056). L'augmentation de la puissance de pointe devenait plus importante à mesure que le groupe musculaire était plus grand. Il y avait un effet modéré sur les quadriceps et un effet faible à modéré sur les mollets, les muscles de l'avant-bras et les biceps.

Une conclusion majeure de la présente étude est qu'une supplémentation aiguë en caféine (6 mg/kg) semble améliorer la force MVC, comme le démontre l'augmentation significative (p = 0.011) du couple de pointe isocinétique moyen dans les groupes musculaires du haut et du bas du corps.

...Les résultats actuels indiquent qu'une dose modérée de caféine (6 mg/kg), consommée environ 30 minutes avant la performance, améliore la force MVC dans les groupes musculaires du haut et du bas du corps chez des hommes entraînés en résistance. Cette recherche peut être utile aux athlètes de compétition et de loisir qui cherchent à augmenter leurs performances de force-puissance. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour vérifier l'effet de la taille du groupe musculaire.

-T.D. Timmins, University of Edinburgh

*MVC=Maximum Voluntary Contractile

Conclusion : finalement plutôt la créatine pour plus de force musculaire ?

Comme les chercheurs l'indiquent eux-mêmes, davantage de recherches doivent être menées afin de cartographier les différentes circonstances susceptibles de conduire à des résultats divergents. Pensez par exemple à la quantité de café que les participants boivent en moyenne. Dans un article sur la caféine comme brûleur de graisse, j'avais déjà écrit qu'il a été montré que les personnes qui consomment plus de 300 mg de caféine par jour n'ont plus d'effet brûleur de graisse de la caféine [19]. Il est possible que cela vaille aussi pour l'effet sur la force musculaire [20].

Une question plus importante, selon moi, est toutefois de savoir si la caféine vaut vraiment la peine en ce qui concerne la force musculaire maximale. Surtout si on la compare à la créatine. J'ai récemment écrit un autre article sur l'effet de la caféine sur l'action de la créatine. Il en ressortait que la consommation de 3,5 à 5 tasses de café par jour annule l'effet de la créatine[21]. Le conseil était donc de choisir la créatine si la force musculaire ou la masse musculaire était votre objectif principal, plutôt que, par exemple, la combustion des graisses et l'endurance.

Étant donné que l'effet de la créatine sur la force et la masse musculaires est plus important que celui de la caféine [22], je ne recommanderais pas de supplémentation en caféine, car elle se fait au détriment de l'effet plus important de la créatine.

Références

1. Tomas D. Timmins, and David H. Saunders. Effect of Caffeine Ingestion on Maximal Voluntary Contraction Strength in Upper and Lower Body Muscle Groups. Journal of Strength and Conditioning Research Publish Ahead of Print DOI: 10.1519/JSC.0000000000000447
2. Bell, DG, and McLellan, TM. Exercise endurance 1, 3, and 6 h after caffeine ingestion in caffeine users and nonusers. J Appl Physiol 93: 1227-1234, 2002
3. Graham, TE, and Spriet, LL. Metabolic, catecholamine, and exercise performance responses to various doses of caffeine. J Appl Physiol 78(3): 867-874, 1995
4. Woolf, KW, Bidwell, WK, and Carlson, AG. The effect of caffeine as an ergogenic aid in anaerobic exercise. Int J Sport Nutr Exerc Metab 18: 412-429, 2008.
5. Glaister, M, Howatson, G, Abraham, CS, Lockey, RA, Goodwin, JE, Foley, P, and McInnes, G. Caffeine supplementation and multiple sprint running performance. Med Sci Sports Exerc 40: 1835-1840, 2008
6. Kalmar, JM. The influence of caffeine on voluntary muscle activation. Med Sci Sports Exerc 37(12): 2113-2119, 2005.
7. Kalmar, JM, and Cafarelli, E. Caffeine: a valuable tool to study central fatigue in humans? Exerc Sport Sci Rev 32(4): 143-7, 2004.
8. Graham, TE. 2001. Caffeine, coffee and ephedrine: impact on exercise performance and metabolism. Canadian Journal of Applied Physiology, 26: S103–S119.
9. Tarnopolsky, MA. Effect of caffeine on the neuromuscular system–potential as an ergogenic aid. Appl Physiol Nutr Metab 33(6): 1284-1289, 2008.
10. Burke, LM. Caffeine and sports performance. Appl Physiol Nutr Metab 33(6): 1319-34, 2008.
11. Beck, TW, Housh, TJ, Schmidt, RJ, Johnson, GO, Housh, DJ, Coburn, JW, and Malek, MH. The acute effects of a caffeine-containing supplement on strength, muscular endurance, and anaerobic capabilities. J Strength Cond Res 20: 506-510, 2006.
12. Astorino, TA, Martin, BJ, Schachtsiek, L, Wong, K, and Ng, K. Minimal effect of acute caffeine ingestion on intense resistance training performance. J Strength Cond Res 25(6): 1752-1758, 2011.
13. Green, JM, Wickwire, PJ, McLester, JR, Gendle, S, Hudson, G, Pritchett, RC, and Laurent, CM. Effects of Caffeine on Repetitions to Failure and Ratings of Perceived Exertion During Resistance Training. Int J Sports Physiol Perform 2: 250-259, 2007.
14. Astorino, TA et al. Effect of caffeine ingestion on one-repetition maximum muscular strength. Eur J Appl Physiol 102: 127-132, 2008.
15. Hendrix, CR, Housh, TJ, Mielke, M, Zuniga, JM, Camic, CL, Johnson, GO, et al. Acute effects of a caffeine-containing supplement on bench press and leg extension strength and time to exhaustion during cycle ergometry. J Strength Cond Res 24(3): 859-865, 2010
16. Warren, GL, Park, ND, Maresca, RD, McKibans, KI, and Millard-Stafford, ML. Effect of caffeine ingestion on muscular strength and endurance: a meta-analysis.
    Med Sci Sports Exerc 42(7): 1375-1387, 2010.
17. Shield, A, and Zhou, S. Assessing voluntary muscle activation with the twitch interpolation technique. Sports Med 34(4): 253-267, 2004
18. Graham, TE, and Spriet, LL. Metabolic, catecholamine, and exercise performance responses to various doses of caffeine. J Appl Physiol 78(3): 867-874, 1995.
19. K.Nwosu. Les brûleurs de graisse qui fonctionnent vraiment : Partie I, caféine
20. Kalmar, JM, and Cafarelli, E. Effects of caffeine on neuromuscular function. J Appl Physiol 87(2): 801-808, 1999.
21. K.Nwosu. Créatine et caféine : fin de la discussion
22. Rawson ES, Volek JS. Effects of creatine supplementation and resistance training on muscle strength and weightlifting performance. J Strength Cond Res. 2003 Nov;17(4):822-31. Review. PubMed PMID: 14636102.