jeudi 9 août 2018

Muscles et fibres musculaires


Physiologie du sport
Toute activité physique est basée sur la répétition programmée d’une série de mouvements. Ce sont les muscles qui sont sollicités en premier lieu, mais dès que l’effort se prolonge, le fonctionnement de tous les organes doit être modifié pour s’adapter à des conditions physiologiques particulières.
1. Rappels sur les muscles
Le corps humain comprend plus de 600 muscles qui travaillent en se contractant ou en se relâchant.
Ces muscles peuvent être regroupés en 3 catégories :
- Les muscles lisses : Ce sont les muscles des organes internes. Ils sont appelés muscles
involontaires, car ils ne sont pas soumis au contrôle de la volonté. Leur contraction est lente,
leur puissance est faible et ils ne se fatiguent pas.
- Le muscle cardiaque : C’est un muscle particulier. Il est composé de fibres liées les unes
aux autres qui se contractent en même temps et produisent ainsi les battements du coeur.
La contraction du tissu cardiaque est indépendante de la volonté.
- Les muscles squelettiques : Ils interviennent dans les mouvements de réflexe et les
mouvements volontaires. Ils s'insèrent sur les pièces du squelette (les os), par
l'intermédiaire de tendons et les font pivoter autour de leurs articulations.
C’est la contraction musculaire qui est à la base des mouvements.
Lorsque le muscle se contracte, il augmente de volume et se raccourcit pour rapprocher les points d’attache situés sur 2 os différents. La contraction et l’étirement simultanés de muscles
opposés permet ainsi de plier ou déplier les membres.

Les différents types de fibres musculaires
Malheureusement, les muscles ne peuvent pas exercer une force maximale pendant un temps très long. Il faut alors choisir entre un effort intense de courte durée et un effort d’intensité plus faible qui se prolonge dans le temps. La structure des fibres musculaires est adaptée à ces deux types de sollicitations :
Les fibres lentes ou fibres de type I
Les fibres I appelées également fibres lentes (slow twitch - ST) ou fibres rouges permettent
une contraction lente. Elles sont en revanche peu fatigables. De faible diamètre, elles bénéficient d'une bonne irrigation sanguine ce qui explique leur autre nom de fibres rouges. Comprenant de nombreuses mitochondries, elles privilégient le travail en aérobie. La contraction qu’elles provoque développe peu de force, mais elle peut se maintenir pendant un intervalle de temps très long.
Les fibres rapides ou fibres de type II
Les fibres II nommées aussi fibres rapides (fast twitch) ou fibres blanches se "fatiguent"
rapidement. De gros diamètre, elles sont peu irriguées mais disposent d'importantes réserves énergétiques (glycogène). Elles privilégient le travail en anaérobie. Elles développent plus de force pendant un temps plus court.
L'aptitude d'un individu à fournir un travail maximal est en partie déterminée par la proportion de fibres à contraction rapide ou lente dans ses différents groupes musculaires. La force maximale que peut développer un groupe musculaire est directement corrélée à sa teneur en fibres de type II.
Les pourcentages de fibres lentes et rapides ne sont pas les mêmes dans tous les muscles du corps.
D’autre part, la proportion de fibres rapides peut varier entre 20 et 80% selon les personnes.
Avec l'âge, nos muscles tendent à perdre des fibres rapides au profit des fibres lentes.

Utilisation des différentes voies énergétiques en fonction du sport pratiqué
Les efforts brefs et violents : Ces efforts réclament une rapidité et une puissance considérable. Les fibres de type II (blanches – rapides) sont sollicitées préférentiellement. Les sports concernés demandent une grande puissance explosive (haltérophilie, saut en hauteur ou en longueur, sprint).
Les efforts de longue durée : Ces efforts font partie des épreuves d'endurance, c'est donc la voie aérobie qui devient prédominante. Au commencement d'un exercice, le muscle puise dans les réserves d’oxygène. Les athlètes pratiquant des sports de longue durée ont un taux élevé de fibres musculaires dites de "type I (rouges – lentes)". Les sports concernés
sont appelés sports d’endurance : course de fond (>1000 m), cyclisme, sports collectifs, ski de
fond…..

L’oxygène et le système respiratoire et cardio-vasculaire
Dès que l’effort musculaire se prolonge, le système cardiovasculaire est sollicité afin d’assurer la distribution de tous les éléments biochimiques nécessaires à la contraction musculaire. Dès que l’effort se prolonge, c’est l’apport d’oxygène aux muscles qui devient le facteur limitant de la performance. Afin d’assurer cet approvisionnement, le rythme cardiaque s’accélère et s’adapte aux besoins des muscles. Au repos, le débit sanguin (la quantité de sang que le ventricule propulse par minute) est d’environ 5 litres ; la fréquence est alors de 70 à 80 pulsations(nombre de contractions par minute). Pendant un effort physique le
débit sanguin peut atteindre 15 à 20 litres par minute.
Lorsque l’effort est violent le nombre de pulsations peut atteindre 170 à 220 par minute.

Les 2 principaux types d’entraînement
Malheureusement, il est impossible d’améliorer les rendements des 2 filières énergétiques
simultanément. Il faut donc choisir des exercices spécifiques à chaque filière.
La filière anaérobie
Les entraînements visant à améliorer le rendement de la filière anaérobie sont basés sur des exercices de force ou de vélocité qui développent à la fois la masse musculaire et sa capacité à effectuer des mouvements rapides. Au cours de ces entraînements, les temps de travail sont inférieurs à 15 secondes avec des temps de récupération passive de 6 fois le temps de travail.
L’intensité du travail est maximal ou supra maximal. Leur but est de développer la puissance musculaire et d’augmenter le recrutement des fibres lors d’une impulsion nerveuse.
La filière aérobie
Les entraînements visant à développer la filière aérobie privilégient le travail en endurance : les temps de travail sont longs (de quelques minutes à plusieurs heures pour les sports d’endurance) avec une faible intensité. Les entraînements en endurance ont des répercussions physiologiques qui dépassent le cadre musculaire :
- au niveau cardiaque : diminution de la fréquence cardiaque maximale due à une meilleure
efficacité du muscle cardiaque,
- au niveau pulmonaire : amélioration des capacités pulmonaires due à une plus grande
ventilation en cours d’exercice,
- au niveau sanguin : augmentation du taux d’hémoglobine,
- au niveau vasculaire tissulaire : augmentation de la vascularisation au niveau des muscles
sollicités, diminution de la masse grasse.

 EN RESUME

On compte deux grands types de fibres musculaires :
Fibres à contraction rapide ou fibres blanches
Les fibres II sont à contraction rapide. Elles se "fatiguent" rapidement. De gros diamètre, elles sont peu irriguées mais disposent d'importantes réserves de glycogène. Elles privilégient la filière anaérobique.(anaérobie= sans présence d’oxygène, l’organisme produit de l’énergie sans utiliser l’oxygène : par ex, un coureur de 100m n’a pratiquement pas besoin de respirer pour faire son 100m. Ici, l’O2 n’entre pas en compte pour fournir de l’énergie pour la contraction musculaire). En  haltérophilie, les séries courtes à charges lourdes favorisent le volume et la prise de masse. Les séries longues à charges légères favorisent la prise de force et d'endurance mais pas la prise de volume.
Fibres à contraction lente ou fibres rouges
Comme leur nom l'indique, les fibres I sont à contraction lente.
Elles sont en revanche peu fatigables. Elles ont un petit diamètre, elles bénéficient d'une bonne irrigation sanguine ce qui explique leur autre nom de fibres rouges. Comprenant de nombreuses mitochondries, elles privilégient la filière aérobie. ( filière aérobique c’est la filière qui traduit l'aptitude de l'organisme à extraire, transporter et utiliser l'oxygène pour produire de l’énergie, en gros quand tu utilises la filière aérobique, tu travailles l’endurance)
Répartition des fibres
Les fibres "lentes" sont toujours sollicitées les premières. Les fibres "rapides" sont uniquement sollicitées dans les efforts importants, pour des durées courtes.
Plus généralement, la vitesse sollicite les fibres "rapides", l'endurance sollicite les fibres "lentes" et la force sollicite l'ensemble des fibres.
Pour chaque muscle, il existe des proportions différentes des deux types de fibres. L'entraînement consiste essentiellement à développer les fibres dans les justes proportions.
Par exemple, pour certains muscles de la jambe, la répartition est de 80% de fibres "rapides" pour 20% de fibres "lentes" chez un coureur de 100 m alors qu'à l'inverse, elle est de 20% de fibres "rapides" pour 80% de fibres "lentes" chez un coureur de marathon.
Chez un adulte sédentaire, la répartition est en moyenne de 48% de fibres "rapides" pour 52% de fibres "lentes".
Ce tableau illustre les valeurs pourcentages de fibres rouges et blanches chez les athlètes professionnels:
ATHLETES
FIBRES BLANCHES
FIBRES ROUGES
MARATHONIENS
18
82
HALTEROPHILES
55
45
SPRINTERS
63
37