Sport et hormones : ce que l’exercice change à la testostérone et à l’hormone de croissance

On lit souvent que certains exercices « boostent » la testostérone ou l’hormone de croissance, et que ces hormones feraient ensuite grossir les muscles. Que mesurent réellement les études ? Elles montrent que l’effort fait monter plusieurs hormones dans le sang, souvent pour quelques dizaines de minutes. Elles montrent aussi que ces pics passagers ne prédisent pas les gains de muscle ou de force. Cet article explique ce que l’on sait des réponses hormonales à l’exercice, ce qui change avec l’âge, le poids et le sommeil, quand l’entraînement peut au contraire faire baisser ces hormones, et pourquoi une hormone basse se discute avec un médecin.

1. La question : de quelles hormones parle-t-on ?

Les hormones sont des messagers chimiques, fabriqués par des glandes et transportés par le sang jusqu’aux organes. Plusieurs d’entre elles réagissent à l’exercice. Quatre reviennent sans cesse dans les discussions sur le sport et le muscle.

La testostérone

La testostérone est une hormone dite androgène et anabolisante. Dans le muscle, elle stimule la fabrication des protéines et freine leur dégradation, ce qui favorise la croissance musculaire (Vingren et al., 2010). Ses effets passent par un récepteur situé à l’intérieur des cellules, le récepteur aux androgènes. Selon la même revue, elle module la masse musculaire chez l’homme comme chez la femme.

L’hormone de croissance et l’IGF-1

L’hormone de croissance est sécrétée par l’hypophyse par pulsations, en suivant en général un rythme sur vingt-quatre heures (Godfrey et al., 2003). Elle intervient dans la croissance, dans le renouvellement des muscles, des os et du collagène, et dans certains aspects du métabolisme, comme l’utilisation des graisses. Une partie de ses effets passe par l’IGF-1, un facteur de croissance fabriqué notamment par le foie en réponse à l’hormone de croissance. Une revue souligne que le muscle fabrique aussi ses propres formes d’IGF-1, en réponse aux contraintes mécaniques, c’est-à-dire à l’étirement et à la tension exercés sur lui (Kraemer et Ratamess, 2005).

Le cortisol

Le cortisol, sécrété par les glandes surrénales, est souvent présenté comme une hormone « catabolique », qui favoriserait la dégradation des tissus. Il monte lui aussi avec l’effort (Kraemer et Ratamess, 2005). On verra plus loin que son rôle dans l’adaptation à l’entraînement est moins simple que cette réputation.

Pour toutes ces hormones, une distinction est essentielle : la réponse aiguë, c’est-à-dire la hausse passagère pendant et après une séance, n’est pas la même chose que la concentration au repos, mesurée à distance de l’effort. Les deux ne réagissent pas de la même façon à l’entraînement, et c’est souvent leur confusion qui nourrit les promesses.

2. Ce que montrent les études : la testostérone après l’effort

Une hausse passagère

Une revue de référence sur les hormones et la musculation résume ainsi les données : la testostérone et les hormones de la famille de l’hormone de croissance s’élèvent pendant environ quinze à trente minutes après une séance de musculation, à condition que le stimulus soit suffisant (Kraemer et Ratamess, 2005). Les séances qui produisent les plus fortes hausses sont celles qui combinent un volume élevé, une intensité moyenne à élevée, des récupérations courtes et le travail de grands groupes musculaires. Les séances de faible volume, très lourdes, avec de longues récupérations, en produisent moins. Ces mêmes séances font aussi monter le cortisol.

Un essai qui compare plusieurs séances

Un essai ancien, souvent cité, a fait réaliser à neuf hommes six séances de musculation différentes, avec les mêmes exercices dans le même ordre, en changeant la charge, le temps de récupération et le travail total (Kraemer et al., 1990). Toutes les séances faisaient monter la testostérone dans le sang, avec des différences de moment et d’ampleur, mais sans différence sur la quantité totale mesurée au cours du temps. Pour l’hormone de croissance, en revanche, les plus fortes hausses venaient de la séance qui combinait dix répétitions maximales, une minute de récupération et un travail total élevé. Les auteurs soulignent que ces concentrations dépendent de mécanismes complexes, et que des séances différentes n’agissent pas forcément de la même manière sur la croissance des tissus.

Selon le sexe et l’âge

Une revue consacrée à la testostérone et à la musculation détaille les facteurs qui modulent cette réponse (Vingren et al., 2010). Chez l’homme, la testostérone s’élève en général juste après une séance lourde. Chez la femme, les résultats sont partagés : certaines études trouvent une hausse, d’autres non. Avant la puberté, les enfants ne montrent pas de hausse aiguë ; après la puberté, une hausse est parfois observée chez les garçons, mais pas chez les filles. Avec l’âge, la hausse aiguë après une séance diminue chez l’homme. Pour obtenir une réponse aiguë, concluent les auteurs, la séance doit être volumineuse et exigeante sur le plan métabolique.

Une grande variabilité

Une revue plus récente insiste sur la variabilité des résultats publiés (Riachy et al., 2020). Elle l’explique par le type d’exercice, l’endurance ou la musculation, par l’intensité et la durée des récupérations, par la population étudiée, jeune ou âgée, mince ou en surpoids, sédentaire ou sportive, et par le moment où la prise de sang est faite, pendant l’effort, juste après, ou plusieurs minutes ou heures plus tard. Selon les auteurs, l’exercice augmente la testostérone dans le sang, mais cet effet dépend de nombreux facteurs, et ses conséquences à long terme restent à préciser.

3. Ce que montrent les études : l’hormone de croissance

Le sommeil et l’exercice

Une revue sur l’hormone de croissance chez les sportifs rappelle que, parmi les stimulants naturels de sa sécrétion, les deux plus puissants sont le sommeil et l’exercice (Godfrey et al., 2003). L’exercice d’endurance comme la musculation la font monter. Selon cette revue, plusieurs études suggèrent qu’un effort au-dessus du seuil lactique, maintenu au moins dix minutes, produit le plus grand stimulus. Pour la musculation, la charge et la fréquence semblent compter.

Plus l’effort est intense, plus elle monte

Une autre revue, issue d’un laboratoire spécialisé, nuance l’idée d’un seuil d’intensité : selon ses travaux, quels que soient l’âge et le sexe, l’ampleur de la hausse de l’hormone de croissance augmente de façon régulière avec l’intensité de l’effort (Wideman et al., 2002). Cette hausse est plus grande chez les jeunes femmes que chez les jeunes hommes, et elle est quatre à sept fois plus faible chez les personnes âgées que chez les jeunes.

Un pic suivi d’un creux

Le même travail apporte une précision importante : après la hausse liée à une séance d’endurance, la sécrétion d’hormone de croissance baisse temporairement (Wideman et al., 2002). Résultat, une seule séance n’augmente pas, en général, la quantité totale sécrétée sur vingt-quatre heures. Plusieurs séances répétées dans la même journée, en revanche, l’augmentaient. Chez de jeunes femmes, un entraînement d’endurance régulier au-dessus du seuil lactique doublait la sécrétion sur vingt-quatre heures. Les études sur l’effet de la musculation régulière sur cette sécrétion de vingt-quatre heures sont rares.

Avec l’entraînement d’endurance

La revue de Godfrey relève aussi que l’effet de l’entraînement prolongé sur la réponse à l’effort reste discuté : des données suggèrent que l’entraînement d’endurance diminue l’hormone de croissance au repos et atténue sa hausse à l’effort, ce qui pourrait refléter une plus grande sensibilité des tissus à l’hormone (Godfrey et al., 2003). Les mêmes auteurs rappellent que l’usage d’hormone de croissance prise comme médicament, en dehors d’une prescription, a été associé à plusieurs maladies. Pour l’hormone de croissance comme pour la testostérone, il est question ici de ce que le corps sécrète lui-même ; cet article ne traite pas des produits dopants. Pour aller plus loin sur ce sujet, voir l’article l’hormone de croissance et la musculation.

4. Les pics hormonaux font-ils grossir les muscles ?

C’est la question centrale. Si la testostérone et l’hormone de croissance favorisent le muscle, il semble logique de chercher les séances qui les font le plus monter. Pendant longtemps, c’est ce qu’ont conseillé de nombreux programmes. Une revue de 2005 estimait d’ailleurs que la réponse aiguë comptait davantage pour la croissance des tissus que les variations des concentrations au repos, qui changeaient peu dans beaucoup d’études malgré des gains de force et de muscle (Kraemer et Ratamess, 2005). Des essais conçus pour tester directement cette idée ont depuis apporté une autre réponse.

Un bras avec pic, un bras sans pic

Un essai ingénieux a fait travailler à douze jeunes hommes leurs deux bras séparément, pendant quinze semaines, à des jours différents (West et al., 2010). Un bras faisait seulement des flexions du coude, sans hausse hormonale. L’autre faisait les mêmes flexions, suivies immédiatement d’une grosse séance de jambes, qui faisait fortement monter l’hormone de croissance, l’IGF-1 et la testostérone pendant au moins trente minutes. À la fin, la section des muscles avait augmenté de 12 % dans le premier bras et de 10 % dans le second, sans différence entre les deux ; la force avait progressé de la même façon. Les auteurs concluent que les hausses hormonales aiguës liées à l’exercice n’amélioraient ni la prise de muscle ni la force chez ces jeunes hommes.

Dans un groupe plus grand

La même équipe a ensuite mesuré les réponses hormonales de cinquante-six jeunes hommes au milieu d’un programme de musculation de douze semaines, et les a comparées à leurs gains (West et Phillips, 2012). Les hausses d’hormone de croissance, de testostérone libre et d’IGF-1 n’étaient pas liées aux gains de masse maigre ni de force. Seules deux associations faibles apparaissaient : la hausse du cortisol avec le gain de masse maigre et la taille des fibres, et celle de l’hormone de croissance avec la taille des fibres, sans lien avec la masse maigre. Aucune hormone n’était liée au gain de force.

Chez des pratiquants entraînés

Un troisième essai a porté sur quarante-neuf hommes déjà entraînés en musculation, pendant douze semaines (Morton et al., 2016). Un groupe soulevait des charges légères, de 30 à 50 % de son maximum, pour vingt à vingt-cinq répétitions ; l’autre des charges lourdes, de 75 à 90 % de son maximum, pour huit à douze répétitions, toutes les séries étant menées jusqu’à l’échec. Les deux groupes ont gagné autant de masse maigre et de taille des fibres, et presque autant de force. Aucune hausse hormonale après la séance n’était liée aux gains. Les auteurs concluent que ces hausses systémiques ne sont ni liées ni indicatives des gains de masse musculaire ou de force.

Ce que cela veut dire

Ces essais ne disent pas que la testostérone ne compte pas : chez l’homme, elle reste un acteur majeur de la croissance musculaire (Vingren et al., 2010). Ils disent que les petites hausses passagères provoquées par une séance, dans les limites normales de l’organisme, ne prédisent pas ce que l’on gagnera. Chercher à « booster » ses hormones par le choix des exercices n’est donc pas une stratégie démontrée pour progresser. Dans l’essai de Morton, c’est le travail du muscle lui-même qui comptait : charges légères ou lourdes, menées jusqu’à l’échec, donnaient des gains semblables (Morton et al., 2016).

5. Le cortisol, l’hormone qu’on accuse à tort ?

Le cortisol a mauvaise réputation dans le monde du fitness. Pourtant, dans l’étude de cinquante-six jeunes hommes, c’est sa hausse après la séance, et non celle de la testostérone, qui était faiblement associée au gain de masse maigre (West et Phillips, 2012). Une association faible ne prouve rien, mais elle montre que l’image d’une hormone qui « mange le muscle » à chaque séance est trop simple.

Une question d’intensité

Une étude a mesuré le cortisol de douze hommes modérément entraînés après trente minutes d’effort à 40, 60 et 80 % de leur consommation maximale d’oxygène, et après une séance de repos (Hill et al., 2008). Le cortisol augmentait d’environ 40 % après l’effort à 60 % et d’environ 83 % après l’effort à 80 %, des hausses significatives ; il ne changeait pas de façon significative à 40 %. Une partie de cette hausse venait de la concentration du sang pendant l’effort. Une fois cette concentration et le rythme de la journée pris en compte, l’effort de faible intensité faisait même baisser le cortisol.

Le cortisol monte donc avec l’intensité, comme les autres hormones, et cette hausse fait partie de la réponse normale à l’effort. Les situations où l’entraînement pose réellement problème pour les hormones sont liées à une charge excessive ou à un manque d’énergie ; elles sont décrites plus loin (Hackney, 2020).

6. La testostérone au repos : âge, poids, entraînement

Ce que fait l’âge

Selon la revue de Vingren, au-delà de trente-cinq à quarante ans, la testostérone circulante de l’homme diminue de 1 à 3 % par an, une baisse qui aboutit à ce que l’on appelle l’andropause (Vingren et al., 2010). Chez la femme, la testostérone diminue aussi progressivement jusqu’à la ménopause, après laquelle elle baisse fortement. Le versant féminin de la régulation hormonale suit d’autres logiques ; voir aussi les œstrogènes, ce qu’ils font et ce qu’on leur fait dire.

L’entraînement change peu les concentrations au repos

Chez des adultes en bonne santé, beaucoup d’études n’ont pas trouvé de changement significatif de la testostérone au repos après un programme de musculation, malgré des gains de force et de muscle (Kraemer et Ratamess, 2005). Chez des hommes plus âgés et sédentaires, une étude a trouvé un petit effet. Vingt-deux hommes d’environ soixante-deux ans, sédentaires toute leur vie, ont suivi six semaines d’exercice de mise en condition, puis six semaines de fractionné intense (Hayes et al., 2017). Après le fractionné, la testostérone totale avait augmenté d’environ 17 %, et la testostérone libre, la forme non liée aux protéines du sang, d’environ 4,5 % par rapport au départ. Les auteurs parlent d’une petite hausse, dont l’intérêt biologique reste à établir ; l’étude suivait un seul groupe, sans groupe témoin.

Le poids

Chez les hommes en situation d’obésité, la testostérone est souvent basse. Une méta-analyse de vingt-quatre études a montré que la perte de poids, par un régime hypocalorique ou par la chirurgie de l’obésité, était associée à une hausse de la testostérone, liée et libre (Corona et al., 2013). L’exercice n’y est pas étudié seul, mais ce résultat rappelle que l’état de santé général, et notamment le poids, compte pour le niveau d’hormones.

7. Quand l’entraînement fait baisser les hormones

L’exercice ne fait pas toujours monter les hormones sexuelles. Depuis des décennies, des chercheurs observent que certains hommes qui s’entraînent intensément ont une testostérone au repos basse, et une régulation hormonale modifiée (Hackney, 2020).

Le déficit énergétique relatif dans le sport

Le Comité international olympique a décrit un syndrome appelé déficit énergétique relatif dans le sport (Mountjoy et al., 2023). Il touche les sportives comme les sportifs exposés à une faible disponibilité énergétique, c’est-à-dire à des apports alimentaires insuffisants par rapport à l’énergie dépensée par l’entraînement. Ses conséquences portent sur la santé et la performance. La déclaration de consensus de 2023 souligne que les données sur les hommes se sont multipliées, et propose un outil d’évaluation clinique pour les professionnels de santé.

Des formes passagères et des formes durables

Une revue consacrée à l’homme sportif distingue plusieurs situations (Hackney, 2020). Certaines baisses de la testostérone sont aiguës, liées à un manque d’énergie ou à une charge d’entraînement excessive, et elles semblent passagères : elles se corrigent avec une prise en charge adaptée. D’autres, plus rares, persistent pendant des années ; l’auteur les décrit sous le nom d’« état hypogonadique de l’homme sportif ». Dans tous les cas, ces situations se discutent avec un médecin ; elles rappellent que plus d’entraînement ne veut pas dire plus d’hormones.

8. Le sommeil

Le sommeil est l’un des deux plus puissants stimulants naturels de l’hormone de croissance, avec l’exercice (Godfrey et al., 2003). Pour la testostérone, une méta-analyse de dix-huit études et 252 hommes en bonne santé a distingué deux situations (Su et al., 2021). Une privation de sommeil partielle et de courte durée n’avait pas d’effet significatif sur la testostérone. Une privation totale de sommeil, de vingt-quatre heures ou plus, la faisait baisser. Les auteurs concluent que la durée du sommeil joue un rôle important dans le maintien de la testostérone chez l’homme. Ces études portent sur des privations aiguës en laboratoire ; elles ne disent pas précisément ce que change, sur des années, un sommeil un peu trop court chaque nuit.

9. Les études en un tableau

Le tableau ci-dessous résume les principales études citées : le type d’étude, la population, le résultat principal et la limite principale. Il permet de juger du poids de chaque résultat.

10. Ce que cela change en pratique

Voici ce qui découle des études lues pour cet article, sans promesse de résultat : aucune ne montre qu’un programme d’exercice « optimise » les hormones d’une personne en bonne santé, et aucune ne fixe un protocole hormonal à suivre.

Choisir ses séances pour le muscle, pas pour les hormones

Les essais lus montrent que les gains de muscle et de force ne dépendent pas de la taille des pics hormonaux après la séance (West et al., 2010 ; Morton et al., 2016). Pour progresser, construisez vos séances autour du travail des muscles : des exercices qui sollicitent les grands groupes musculaires (Bull et al., 2020), et des séries assez exigeantes ; dans l’essai de Morton, charges légères ou lourdes menées jusqu’à l’échec donnaient des gains semblables (Morton et al., 2016). Inutile d’ajouter des exercices dans le seul but de faire monter une hormone.

Bouger régulièrement, endurance et renforcement

Pour la santé, le repère reste celui de l’Organisation mondiale de la santé : de 150 à 300 minutes d’activité d’endurance d’intensité modérée par semaine, ou de 75 à 150 minutes d’intensité soutenue, et du renforcement musculaire qui sollicite les grands groupes musculaires au moins deux jours par semaine (Bull et al., 2020). Chez les hommes en situation d’obésité, la perte de poids est associée à une testostérone plus élevée (Corona et al., 2013).

Récupérer, manger assez, dormir

Les situations où l’entraînement fait baisser les hormones sont liées à un manque d’énergie par rapport aux dépenses, ou à une charge d’entraînement excessive (Hackney, 2020 ; Mountjoy et al., 2023). Si vous augmentez fortement votre volume d’entraînement, veillez à ce que votre alimentation suive, et prévoyez des périodes de récupération. Le sommeil compte aussi : une nuit blanche fait baisser la testostérone (Su et al., 2021), et le sommeil est l’un des grands moments de sécrétion de l’hormone de croissance (Godfrey et al., 2003).

Ne pas surinterpréter une prise de sang

La testostérone et le cortisol varient avec l’effort, le moment de la journée et le sommeil (Riachy et al., 2020 ; Hill et al., 2008). Une prise de sang faite juste après une séance, ou un seul dosage, ne permet pas de juger de votre niveau ; le diagnostic d’une testostérone basse demande des symptômes et des dosages répétés, le matin, à jeun (Bhasin et al., 2018).

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11. Ce qui reste incertain

Plusieurs questions restent ouvertes. D’abord, la plupart des essais qui ont testé le lien entre hormones et gains de muscle portent sur de jeunes hommes (West et al., 2010 ; West et Phillips, 2012 ; Morton et al., 2016). Chez la femme, la réponse aiguë de la testostérone à la musculation est elle-même incertaine (Vingren et al., 2010), et l’on sait beaucoup moins de choses. Chez les hommes âgés, l’étude lue est petite et sans groupe témoin (Hayes et al., 2017).

Ensuite, les mesures elles-mêmes posent problème. Les concentrations dans le sang dépendent du moment de la prise de sang, de la concentration du sang pendant l’effort, du rythme de la journée et de la population étudiée, ce qui explique une grande partie des résultats contradictoires (Riachy et al., 2020 ; Hill et al., 2008). Et une concentration dans le sang ne dit pas tout de ce qui se passe dans le muscle, où interviennent les récepteurs et des facteurs de croissance produits localement (Kraemer et Ratamess, 2005 ; Vingren et al., 2010).

Pour l’hormone de croissance, les effets à long terme de la musculation régulière sur sa sécrétion de vingt-quatre heures restent peu étudiés (Wideman et al., 2002), et l’effet de l’entraînement d’endurance prolongé sur sa réponse à l’effort reste discuté (Godfrey et al., 2003). Pour le sommeil, les études portent sur des privations aiguës, pas sur des années de nuits courtes (Su et al., 2021). Enfin, on ne sait pas encore dire, chez l’homme sportif, quelles baisses de testostérone sont des adaptations sans gravité et lesquelles relèvent d’un trouble à traiter (Hackney, 2020).

Ce que l’on peut retenir avec confiance tient en quelques lignes. L’exercice, et surtout l’effort intense et volumineux, fait monter la testostérone, l’hormone de croissance et le cortisol pendant un temps court. Ces hausses passagères ne prédisent pas les gains de muscle ou de force. Avec l’âge, la testostérone baisse chez l’homme, et l’exercice n’y change que peu de chose dans les études lues. Et un entraînement trop lourd, sans assez d’énergie ni de sommeil, peut au contraire faire baisser les hormones.