4. Variabilité Interindividuelle et nutrigénétique

L'un des enjeux majeurs en nutrition du sport réside dans la variabilité interindividuelle de la réponse à la caféine. Cette variabilité, pouvant se traduire par une réponse ergogénique faible ou absente chez certains individus, est influencée par des facteurs génétiques, mais également par la dose consommée, les habitudes de consommation, le niveau d'entraînement, le type d'exercice et le contexte physiologique. Parmi les déterminants génétiques étudiés, les polymorphismes des gènes CYP1A2 et ADORA2A pourraient contribuer à moduler respectivement la pharmacocinétique et la pharmacodynamie de la caféine (4).

4.1- Le polymorphisme du gène CYP1A2 (pharmacocinétique)

Le gène CYP1A2 code pour l'enzyme hépatique responsable de la quasi-totalité de la clairance de la caféine. Le polymorphisme de nucléotide simple (SNP) le plus étudié est le rs762551 (mutation de l'adénine [A] vers la cytosine [C]). Il est généralement associé à des différences dans la vitesse de métabolisation de la caféine et il est couramment utilisé pour classer les sujets AA comme métaboliseurs rapides et les porteurs AC/CC comme métaboliseurs lents (32,33).

• Les métaboliseurs rapides (génotype AA) : représentant environ 50 à 60 % de la population, ces individus présentent généralement une activité enzymatique CYP1A2 plus élevée et donc une clairance plus rapide de la caféine. Cette caractéristique a initialement conduit à l’hypothèse selon laquelle les AA pourraient présenter une réponse ergogénique plus importante à la caféine. Chez des cyclistes entraînés, des doses de 2 et 4 mg/kg de caféine ont ainsi amélioré la performance lors d’un contre-la-montre de 10 km chez les AA, sans effet significatif chez les AC, tandis qu’une diminution de la performance était observée chez les CC à 4 mg/kg (34). Cette observation est toutefois à replacer dans le contexte de la modalité d’exercice. La méta-analyse de Wang et al. (2024) montre que l’association entre le génotype CYP1A2 et la réponse à la caféine est principalement retrouvée dans les épreuves de type contre-la-montre, notamment en cyclisme, alors qu’aucune interaction significative n’est observée pour le Wingate ou le saut avec contre-mouvement (35). À l’échelle de différentes modalités d’exercice, la méta-analyse de Barreto et al. (2024) rapporte également des effets ergogéniques plus favorables chez les AA (36). Cette tendance est retrouvée dans la revue systématique de Messenburger et al. (2025), incluant 19 études et 732 participants, qui rapporte globalement des effets positifs chez les AA, tout en soulignant l’hétérogénéité des résultats et les limites méthodologiques des études disponibles (37). Les données récentes suggèrent également que cette tendance n’est pas limitée aux exercices d’endurance. Chez des sujets entraînés en musculation, Montalvo-Alonso et al. (2026) ont observé après 3 mg/kg de caféine une amélioration de la vitesse moyenne lors du test d’endurance musculaire de 4 à 6 % chez les AA, de 3 à 4 % chez les AC et de 2 à 6 % chez les CC. Toutefois, l’interaction entre le génotype et la supplémentation n’était significative qu’à 90 % de 1RM, pour la vitesse moyenne d’exécution, ce qui ne permet pas de généraliser un effet spécifique du génotype à l’ensemble des paramètres de force évalués (38).
• Les métaboliseurs lentes (génotypes AC et CC) : chez les porteurs de l’allèle C, la clairance de la caféine est généralement plus lente, entraînant une exposition systémique plus prolongée. Les résultats disponibles suggèrent toutefois une réponse plus variable que chez les AA, plutôt qu’une absence systématique de bénéfice. Les AC peuvent notamment présenter une réponse ergogénique positive, bien que généralement moins importante que celle observée chez les AA (34–36,38) .Chez les CC, les résultats apparaissent plus hétérogènes, avec des effets nuls ou potentiellement négatifs rapportés dans certaines études (34–36,38). Cette tendance doit néanmoins être interprétée avec prudence en raison du faible nombre de sujets CC dans plusieurs essais et des limites méthodologiques de la littérature. Les données actuelles ne permettent donc pas de considérer les porteurs du génotype CC comme systématiquement « non-répondeurs » ou « ergolytiques » à la caféine.

À l’inverse, plusieurs essais n’ont trouvé aucune interaction génotype et caféine sur le temps-trial, les tests neuromusculaires, le Wingate ou la performance en sports collectifs (32,34,39–41). Ainsi, le polymorphisme CYP1A2 pourrait contribuer à expliquer une partie de la variabilité interindividuelle de la réponse à la caféine, avec une tendance à une réponse plus favorable chez les porteurs du génotype AA. Toutefois, les résultats restent hétérogènes et ne permettent pas encore de considérer le génotype CYP1A2 comme un prédicteur suffisamment robuste de la réponse individuelle à la caféine.

4.2- Le polymorphisme du gène ADORA2A (pharmacodynamie)

Au-delà de sa vitesse de métabolisation, la réponse à la caféine peut également varier selon la sensibilité de ses récepteurs cibles. Le gène ADORA2A code le récepteur A2A de l’adénosine, principalement exprimé dans le système nerveux central. Le polymorphisme rs5751876 (mutation de la thymine [T] vers la cytosine [C]) a été étudié comme un déterminant potentiel de la sensibilité individuelle aux effets centraux de la caféine. Les individus TT sont généralement considérés comme présentant une sensibilité plus élevée, tandis que les porteurs de l’allèle C (CT/CC) sont classiquement décrits comme moins sensibles ou plus tolérants (33,42).

• Les sujets sensibles (Génotype TT) :semblent particulièrement sensibles à certains effets centraux de la caféine, notamment à ses effets anxiogènes(nervosité, tension). Des travaux rapportent une augmentation plus importante de l’anxiété subjective après ingestion de caféine chez les sujets TT, en particulier chez les faibles consommateurs ou les consommateurs non habituels. Cette réponse semble toutefois pouvoir être atténuée avec une consommation régulière, suggérant l’intervention d’un phénomène de tolérance (43,44).
• Les sujets moins sensibles (génotypes TC et CC) : développent fréquemment des tremblements ou des perturbations de l'architecture du sommeil à la suite d'une prise pré-effort, ce qui peut indirectement nuire à la récupération post-exercice (13).

Une étude menée sur 15 femmes a montré que l'ingestion de caféine (5 mg/kg) augmentait significativement le travail total produit en cyclisme (~14 %) uniquement chez les individus homozygotes TT pour le gène ADORA2A, alors qu'aucun bénéfice ergogène n'était observé chez les porteurs de l'allèle C (45) mais des essais plus récents n’ont pas observé d’effet du génotype ADORA2A sur la performance d’endurance (33,39)

5. Impact spécifique sur le sport : niveaux d'action pendant la performance

Pendant l'effort, la caféine agit à plusieurs échelons anatomiques et métaboliques de façon simultanée pour repousser le seuil d'épuisement.

5.1- Au niveau du SNC et de la perception de l'effort

Le système nerveux central constitue le principal site d'action ergogène de la caféine. En bloquant les récepteurs centraux de l'adénosine (notamment A1) et en modulant l'excitabilité de l'aire motrice supplémentaire, elle induit une diminution de la perception de l'effort(RPE) (12,21,46). Pour une même charge absolue, l'athlète perçoit l'exercice comme moins intense, ce qui permet de maintenir une haute intensité plus longtemps. Parallèlement, l'inhibition des récepteurs purinergiques impliqués dans la nociception centrale et périphérique induit une réduction de la douleur (hypoalgésie) à l'effort (11,47). Sur le plan psychomoteur, cette cascade physiologique optimise la vigilance, l'attention, la concentration et la volition (13,46), des gains physiques et cognitifs qui s'avèrent particulièrement marqués en condition de privation de sommeil (13,48).

5.2 Au niveau musculaire et jonction neuromusculaire

La caféine est reconnue pour améliorer les performances neuromusculaires, notamment la force, la puissance et l'endurance musculaire (13,49,50). Les données actuelles suggèrent que cet effet résulte principalement de son action sur le système nerveux central, qui favorise le recrutement des unités motrices et réduit la perception de l'effort, plutôt que d'une action directe sur les mécanismes contractiles musculaires (13). Bien que la caféine puisse favoriser la libération de Ca²⁺ par les récepteurs de la ryanodine et ainsi faciliter le couplage excitation-contraction, ce mécanisme est principalement observé à des concentrations supérieures à celles atteintes après les doses ergogènes habituellement utilisées chez le sportif (6). Néanmoins, les effets combinés de ces mécanismes se traduisent par une amélioration des performances neuromusculaires (13).

Des méta-analyses récentes montrent que la supplémentation en caféine améliore significativement la force maximale, la puissance et, dans une moindre mesure, l'endurance musculaire. Des bénéfices sont observés avec des doses aussi faibles que 3 mg/kg, sans qu'une dose plus élevée n'entraîne systématiquement des effets ergogènes supplémentaires (15,51).

5.3- Au niveau métabolique (Substrats énergétiques)

Historiquement, l’hypothèse proposée par Costill et al. suggérait que la caféine pouvait améliorer la performance d’endurance en augmentant la mobilisation des acides gras libres, via une stimulation du système sympathique et une augmentation des concentrations circulantes de catécholamines. Cette augmentation de la disponibilité des lipides pouvait favoriser leur utilisation comme substrat énergétique et contribuer à limiter l’utilisation du glycogène musculaire lors des premières phases d’un effort prolongé (52).

Les données actuelles confirment que la caféine augmente la mobilisation des acides gras libres et modifie l’utilisation des substrats énergétiques pendant l’exercice, avec une contribution dépendante de l’intensité de l’effort, de la durée de l’exercice et du niveau d’entraînement du sportif (14). L’effet d’épargne du glycogène observé dans certaines études semble toutefois variable et ne constitue qu’un des mécanismes pouvant participer à l’amélioration de la performance d’endurance.

Par ailleurs, lorsque la caféine est associée à une prise de glucides pendant un exercice prolongé, elle peut augmenter l’utilisation des glucides exogènes en améliorant leur absorption intestinale et leur oxydation au niveau musculaire, contribuant ainsi au maintien de la disponibilité énergétique pendant l’effort (53).

5.4- Effets sur la récupération

La caféine pourrait également jouer un rôle dans certains aspects de la récupération post-exercice, notamment en modulant la perception de la douleur musculaire et la restauration des réserves énergétiques. Plusieurs études suggèrent qu’une prise aiguë de caféine peut réduire la perception des douleurs musculaires d’apparition retardée (Delayed Onset Muscle Soreness, DOMS), probablement grâce à ses propriétés analgésiques liées à l’antagonisme des récepteurs de l’adénosine au niveau du système nerveux central (6,11).

Concernant la récupération énergétique, la caféine ne stimule pas directement la resynthèse du glycogène musculaire. Cependant, lorsqu’elle est associée à une ingestion élevée de glucides après un exercice épuisant, elle peut augmenter la vitesse de restauration du glycogène musculaire. Une étude contrôlée a montré qu’une combinaison de caféine (8 mg/kg) et de glucides augmentait la resynthèse du glycogène musculaire au cours des 4 heures suivant l’exercice par rapport aux glucides seuls (54). Cet effet semble être lié à une augmentation de l’activation de voies impliquées dans le transport et le stockage du glucose, mais il dépend fortement de la disponibilité glucidique.

Ainsi, la caféine peut contribuer à certains aspects de la récupération, en particulier lorsque le sportif doit enchaîner plusieurs séances rapprochées, mais elle ne doit pas être considérée comme un agent de récupération musculaire direct.

6. Études cliniques chez les sportifs

L'efficacité ergogène de la caféine a été évaluée dans un grand nombre d'essais cliniques randomisés, contrôlés contre placebo, dont une proportion importante réalisée en double aveugle. L'ensemble des données disponibles montre que la caféine peut améliorer différents paramètres de la performance physique, avec une efficacité particulièrement bien établie pour l'endurance, mais également démontrée pour la force, l'endurance musculaire, la puissance et certains exercices intermittents de haute intensité (13,32).

Une umbrella review ayant synthétisé 21 méta-analyses a conclu que la caféine exerce un effet ergogène sur l'endurance aérobie, la force et l'endurance musculaires, la puissance anaérobie, les sauts et la vitesse d'exercice. Toutefois, l'amplitude de l'effet varie selon la tâche et la qualité des preuves n'est pas homogène pour tous les paramètres (32).

6.1 Consensus de l'International Society of Sports Nutrition (ISSN)

La ISSN reconnaît que la supplémentation en caféine améliore divers aspects de la performance sportive, chez les individus entraînés et non entraînés, incluant l'endurance musculaire, la vitesse de mouvement, la force musculaire, le sprint, le saut et le lancer, ainsi qu'un large éventail d'actions spécifiques aérobies et anaérobies (13).

Dans sa prise de position officielle, l'ISSN a standardisé les protocoles d'administration (13) :

• Posologie efficace : Les doses comprises entre 3 mg/kg et 6 mg/kg de masse corporelle s'avèrent optimales. Les doses inférieures (2 mg/kg) montrent des effets cognitifs mais peu d'impacts physiques purs, tandis que les doses supérieures ( 9 mg/kg) n'apportent aucun bénéfice supplémentaire et exacerbent les effets secondaires.
• Timing : L'ingestion standard se situe à 60 minutes avant l'effort pour coïncider avec le pic plasmatique. Toutefois, des formes d'administration alternatives comme les gommes à mâcher montrent une absorption transmuqueuse buccale plus rapide, nécessitant seulement 15 à 30 minutes d'attente.

Les données récentes confirment l'intérêt d'une approche individualisée. Une revue systématique avec méta-analyse en réseau publiée en 2025, portant sur différentes doses et formes d'administration, a montré que plusieurs stratégies étaient efficaces pour améliorer les performances contre-la-montre. Les résultats ne permettent donc pas de considérer une dose unique comme universellement optimale, mais confirment l'efficacité des doses faibles à modérées et l'intérêt potentiel de certaines formes d'administration à absorption rapide (55).

6.2 Performances aérobies (Endurance)

L'endurance aérobie (marathon, cyclisme, triathlon) constitue le domaine dans lequel lesbénéfices ergogènes de la caféine sont les plus constants et les mieux documentés (13,32).

Une méta-analyse sur la course d'endurance a révélé que la caféine améliore le temps jusqu'à épuisement(g = 0,392 ; p < 0,001) et réduit le temps de complétion des épreuves contre-la-montre(g = −0,101 ; p = 0,026). Les bénéfices étaient observés aussi bien chez les coureurs récréatifs que chez les sujets entraînés (56).

Les données récentes permettent toutefois d'affiner la relation entre la dose et la performance. Une méta-analyse publiée en 2026, portant spécifiquement sur le cyclisme, a montré que la caféine réduit significativement le temps nécessaire pour compléter une épreuve contre-la-montre(SMD = −0,36) et augmente la puissance moyenne (SMD = 0,29). Les analyses par sous-groupes ont montré un bénéfice aussi bien avec des doses ≤3 mg/kg qu'avec des doses de 4-6 mg/kg, sans qu'une dose élevée puisse être considérée comme systématiquement supérieure (57).

Une autre revue et méta-analyse incluant 46 essais contrôlés randomisés sur différentes sports d'endurance aérobie (cyclisme, course, rameur, natation) a révélé qu'une supplémentation en caféine de 3 à 6 mg/kg de 15 à 60 min avant l'effort) améliore la puissance moyenne produite (3,03 ± 3,07 % ; taille d'effet = 0,23 ± 0,15) et du temps de réalisation du contre-la-montre (2,22 ± 2,59 % ; taille d'effet = 0,41 ± 0,2) (58).

Son utilisation en conjonction avec l'exercice d'endurance dans la chaleur et en altitude est bien soutenue à des doses de 3 à 6 mg/kg et 4 à 6 mg/kg respectivement (13).

6.3 Performances anaérobies (Force et puissance)

Les effets de la caféine sur la force et la puissance sont généralement plus modestes et plus variables que ceux observés en endurance, mais les données disponibles soutiennent néanmoins un effet ergogène sur plusieurs paramètres neuromusculaires (13,32).

Les résultats de Grgic et al. montrent également que la caféine peut améliorer différents paramètres de la performance lors d'exercices de résistance, notamment la force maximale, la force isométrique et isocinétique, l'endurance musculaire et la vitesse de mouvement (15,51). Même à de faibles doses (1 à 2 mg/kg), la caféine exerce un effet ergogénique significatif lors d'exercices de résistance en améliorant la force musculaire (d de Cohen = 0,17 ; IC à 95 % : 0,03–0,31 ; p = 0,02), l'endurance musculaire (d = 0,21 ; IC à 95 % : 0,07–0,35 ; p = 0,003) et la vitesse moyenne (d = 0,56 ; IC à 95 % : 0,12–1,01 ; p = 0,01) (15,51). Une méta-analyse démontre que l'ingestion de caféine exerce un effet ergogénique significatif chez les femmes sur l'endurance musculaire (DMS = 0,25 ; p = 0,027) et la force musculaire (DMS = 0,18 ; p < 0,001), avec des bénéfices d'une ampleur similaire à ceux observés chez les hommes. L'analyse de sous-groupes révèle toutefois une spécificité anatomique : l'effet reste significatif pour les exercices du haut du corps tant en endurance (DMS = 0,20 ; p = 0,007) qu'en force (DMS = 0,17 ; p < 0,001), alors qu'aucune différence statistiquement significative n'est constatée pour le bas du corps en endurance (DMS = 0,43 ; p = 0,092) ou en force (DMS = 0,16 ; p = 0,109), malgré des tendances favorables (15).

Une méta-analyse de méta-analyses publiée en 2024 a montré que la caféine augmente significativement la force musculaire (SMD = 0,18 ; IC95 % : 0,14–0,21 ; p < 0,001) et l'endurance musculaire (SMD = 0,30 ; IC95 % : 0,21–0,38 ; p < 0,001) (49). Ces effets sont statistiquement significatifs mais restent d'amplitude relativement faible, ce qui doit être pris en compte dans l'interprétation de leur pertinence pratique.

Les données plus récentes renforcent particulièrement l'intérêt de la caféine pour la puissance. Une méta-analyse publiée en 2025, incluant 12 études et 230 participants, a montré une augmentation significative de la vitesse moyenne de mouvement(SMD = 0,42 ; IC95 % : 0,19–0,65) et de la puissance moyenne produite (SMD = 0,21 ; IC 95 % : 0,12–0,30) lors d'exercices de résistance (59).

Concernant les efforts supramaximaux, le test de Wingate constitue l'un des modèles les mieux étudiés. Une méta-analyse de 16 études et 246 participants a montré que la caféine augmente significativement la puissance maximale de pointe d'environ 4 % (SMD = 0,27) ainsi que la puissance moyenne d'environ 3 % (SMD = 0,18) (60).

Ainsi, les données actuelles soutiennent un effet ergogène de la caféine sur la force, l'endurance musculaire, la vitesse de mouvement et la puissance. L'amplitude de ces effets reste toutefois généralement modeste et dépend du type d'exercice, de la dose et des caractéristiques individuelles du sportif.

6.4 Sports collectifs et intermittents

Les sports collectifs tels que le football, le basketball, le rugby et le hockey reposent sur une succession d'accélérations, de décélérations, de sprints et d'efforts de haute intensité, associés à des exigences techniques et décisionnelles importantes. La caféine présente donc un intérêt particulier dans ce contexte (13,47).

Une méta-analyse spécifiquement consacrée aux sports de combats a montré que la caféine augmente plusieurs actions de haute intensité, notamment sur la hauteur du saut vertical (DMS : 0,38 ; IC à 95 % : 0,04 ; 0,71) et le temps de réaction (DMS : −0,98 ; IC à 95 % : −1,46 ; −0,50). D’ailleurs, une augmentation du nombre de projections a été constatée avec la consommation de caféine lors du test de condition physique spécifique au judo (DMS : 0,62 ; IC à 95 % : 0,14 ; 1,09) et le nombre d'actions offensives lors des combats (DMS : 0,40 ; IC à 95 % : 0,06-0,74) et leur durée (DMS : 0,58 ; IC à 95 % : 0,21-0,96) (47).

Une autre méta-analyse incluant 34 études croisées a évalué l'efficacité d'une supplémentation aiguë en caféine (3 à 6 mg/kg) dans les sports collectifs. L'ingestion de caféine améliore significativement la hauteur de saut simple (IC à 95 % : 0,14–0,25 ; p < 0,01) et répété (IC à 95 % : 0,16–0,42 ; p < 0,01), la vitesse en sprintunique (IC à 95 % : 0,02–0,30 ; p = 0,03) et répété (IC à 95 % : 0,03–0,25 ; p = 0,02), tout en réduisant le temps d'exécution des tests d'agilité (IC à 95 % : 0,04–0,77 ; p = 0,03). En situation réelle de compétition, elle augmente la distance totale parcourue (IC à 95 % : 0,20–0,62 ; p < 0,01), la distance effectuée à vitesse de sprint (IC à 95 % : 0,12–0,59 ; p < 0,01) ainsi que le nombre de sprints (IC à 95 % : 0,18–0,69 ; p < 0,01), confirmant un effet ergogénique globalement positif bien que modeste (41).

Cette méta-analyse constitue une référence particulièrement pertinente pour les sports collectifs, car elle évalue des paramètres directement liés à la pratique sportive et pas uniquement des tests physiologiques de laboratoire. Toutefois, l'hétérogénéité des sports, des protocoles et des doses étudiés impose une interprétation prudente des résultats.

Les données plus récentes viennent renforcer cette observation. Une méta-analyse publiée en 2025 sur la capacité à répéter des sprints (RSA, Repeated Sprint Ability) a montré que la caféine améliore significativement certains paramètres de la performance lors de sprints répétés(DMP : 5,28 ; IC à 95 % : 2,49 à 8,07 ; p = 0,0002), ce qui est particulièrement pertinent pour les sports caractérisés par des efforts intermittents de haute intensité (61).

La littérature récente confirme ces résultats dans une méta-analyse portant spécifiquement sur les exercices intermittents de haute intensité (HIIT). Une méta-analyse incluant 20 études et 320 participants, la caféine a montré une amélioration significative de la performance globale (g = 0,28 ; IC95 % : 0,14–0,43). Des bénéfices étaient observés chez les sportifs entraînés et avec des doses autour de 3 mg/kg (62).

Ces résultats suggèrent que, dans les sports intermittents, la caféine peut être particulièrement intéressante pour maintenir la capacité à répéter des efforts de haute intensité et à préserver certaines actions spécifiques à la discipline.

Par ailleurs, une revue systématique et méta-analyse montre qu’une supplémentation aiguë en caféine, à faible ou à dose modérée, administrée avant ou pendant l’effort, peut améliorer plusieurs aspects de la performance cognitive en contexte sportif, notamment l’attention, la mémoire, les temps de réaction simples et à choix multiples, ainsi que l’humeur et le niveau d’énergie, tout en réduisant la perception de la fatigue. Ces effets sont particulièrement intéressants dans le contexte sportif, car les capacités cognitives et la vigilance jouent un rôle important dans de nombreuses disciplines, notamment lorsqu’elles nécessitent de prendre des décisions rapides et précises sous fatigue (17).

Conclusion des données cliniques

L'ensemble des données cliniques disponibles confirme donc que la caféine constitue une aide ergogène bien établie dans le sport. Les effets les plus solides concernent l'endurance aérobie, mais des bénéfices significatifs sont également observés sur la force, l'endurance musculaire, la puissance, les sprints répétés et les exercices intermittents de haute intensité.

Les méta-analyses historiques et les synthèses de référence restent pertinentes pour établir la robustesse globale de ces effets, tandis que les travaux publiés entre 2024 et 2026 permettent d'affiner leur interprétation selon la discipline, la dose et le type d'effort. La réponse n'étant pas strictement dose-dépendante, une dose de 2-3 mg/kg peut être suffisante chez certains sportifs, alors que 3-6 mg/kg demeure la plage la plus largement documentée. La stratégie d'utilisation doit donc être individualisée en fonction du type de performance recherchée, de la tolérance et de la sensibilité individuelle à la caféine.

Tableau 2. Synthèse des principales méta-analyses sur les effets ergogéniques de la caféine chez les sportifs, selon la discipline sportive.