La contraction musculaire

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1 La contraction musculaire Nous avons vu le rôle essentiel que joue le muscle dans la motricité humaine. Ses contractions étant à la base de tout mouvement. Nous allons donc nous pencher un peu sur la structure générale du muscle, sur les différents types de contraction musculaire ainsi que sur la notion de groupe musculaire. A) La structure générale du muscle Il existe 3 sortes de muscles dans le système musculaire humain : Les muscles lisses, qui sont involontaires et innervés par le système sympathique et parasympathique Le muscle cardiaque. C est un muscle strié, mais qui n obéit pas à la volonté Les muscles rouges ou striés: au nombre de 400 env constituent à eux seuls la moitié env. du poids total du corps dits «volontaires» (ils obéissent à la volonté) innervés par le système nerveux cérébro-spinal C est à cette dernière catégorie, les muscles striés squelettiques, que nous allons nous intéresser dans la mesure où ils interviennent le plus directement dans la motricité.

2 Le muscle strié squelettique Il a souvent la forme d un fuseau, avec un ventre charnu disposé entre deux tendons généralement fixés sur le squelette. Ce «ventre» est parfois composé de plusieurs corps musculaires biceps(2), triceps(3), quadriceps(4) Chaque muscle est enveloppé dans une membrane, l aponévrose, qui envoie des cloisons à travers la masse musculaire, la divisant en faisceaux de fibres musculaires Ces fibres sont l unité de base du muscle, elles comportent : une membrane des éléments contractiles (les myofibrilles) un milieu cellulaire (le sarcoplasme) dans lequel se logent les divers substrats du métabolisme énergétique : ATP, phosphocréatine, glycogène, lipide Comme nous l avons déjà vu, l énergie «lâchée» par la dissociation de l ATP va permettre, par un mécanisme complexe le glissement de myofilaments (actine et myosine) les uns sur les autres. C est se mécanisme qui correspond à la contraction. Il est essentiel de savoir que l entraînement sportif va provoquer une augmentation des substrats énergétiques au niveau du sarcoplasme et déterminer de ce fait une amélioration du potentiel contractile du muscle. Mais il existe plusieurs types de fibres musculaires.

3 Les différents types de fibres musculaires Les fibres lentes (appelées aussi «fibres rouges» ou «de type I») riches en sarcoplasme et moins riches en myofibrilles abondance de myoglobine (et de l oxygène associé) = coloration rouge c est là que s effectuent principalement les processus oxydatifs de la contraction musculaire. peu fatigables, particulièrement sollicitées dans les exercices aérobie ou de longues durée. Les fibres rapides (appelées aussi «fibres blanches» ou «de type II» plus de myofibrilles, moins de sarcoplasme que les fibres rouges. moins bien irriguées par les capillaires sanguins interviennent essentiellement dans les exercices de type anaérobie. contractions musculaires rapides et forte intensité. rapidement fatiguées ; correspondent à des efforts brefs et intenses Les fibres de transition étape de transition d un type de fibre à un autre. En effet, la nature du travail auquel on soumet souvent le muscle permet de faire basculer les fibres d un type à un autre Les unités motrices A l intérieur d un même muscle, les fibres musculaires ne sont ni isolées ni indépendantes : Elles sont regroupées au sein d une même unité constituée de plusieurs fibres musculaires innervées par un même moto neurone. Un même muscle peu ainsi réunir 50 à 2000 unités motrices Toutes les fibres d une même unité motrice sont obligatoirement de même type. Toutes les fibres d une même unité motrice sont activées pratiquement en même temps (au moment de la stimulation du motoneurone correspondant)

4 B) Les différents types de contraction musculaire Il existe 3 régimes principaux de contraction musculaire : Le régime isométrique pas de déplacement des leviers osseux sur lesquels s insèrent les tendons, donc pas de mouvement. On parle d effort statique. ϖ Le régime anisométrique déplacement des extrémités du muscle a) Rapprochement «ventre» musculaire se raccourcit = mode contraction concentrique. b) Eloignement = mode de contraction excentrique ϖ Le régime pliométrique combinaison des modes concentrique et excentrique La contraction concentrique du muscle est immédiatement précédée d une contraction de type excentrique = muscle préalablement étiré pour ensuite effectuer son raccourcissement. phénomène fréquemment observé dans les mouvements sportifs. permet d exprimer des indices de force supérieurs à ceux que l on peut atteindre lors d un mode de contraction isolé.

5 C) Les groupes musculaires En situation réelle de mouvement, un muscle travaille toujours en association avec d autres muscles. Il y a donc nécessité d établir entre eux la plus grande coordination possible de manière à donner au geste son efficacité maximale. Certains muscles ou groupes de muscles auront une action dirigée dans le même sens (par exemple les muscles situés à l arrière de la cuisse, les ischio-jambiers, servant à fléchir la jambe sur la cuisse) Nous parlerons de muscles agonistes Certains muscles ou groupes de muscles auront une action se contrariant. Par exemple les ischio-jambiers et le quadriceps fémoral (qui étend la jambe sur la cuisse). Nous parlerons alors de muscles antagonistes On comprend aisément qu une grande précision dans la conduite nerveuse, et donc dans la coordination des contractions, soit nécessaire pour assurer un mouvement harmonieux et efficace. Les muscles agonistes doivent en effet agir simultanément ou en grande complémentarité de façon à produire une action fluide et continue. Les muscles antagonistes doivent agir en alternance avec les muscles agonistes, se relâchant quand ces derniers agissent, de façon à n opposer aucune résistance à l action entreprise. Lors d un mouvement cyclique, cette alternance de contractions et de relâchements pose d importants problèmes de coordination qui sont considérablement améliorés par l entraînement. C est cette coordination entre les différents groupes musculaires, la précision de cette alternance et de cette complémentarité dans les contractions et les relâchements musculaire qui vont permettre des actions comme la course à pied par exemple où les actions produites au niveau du sol par les membres inférieurs vont permettre, grâce à la transmission effectuée par les ceintures pelvienne et scapulaire, de réaliser le déplacement de l athlète. On parlera alors de l action de chaînes musculaires

6 La puissance Beaucoup d activités physique et sportive exigent de posséder cette faculté d exprimer la plus grande force possible avec une vitesse d exécution maximale, autrement dit de maîtriser la qualité physique de puissance telle que nous l avons définie précédemment. Le développement de la puissance visera à augmenter conjointement les indices de la force et de la vitesse, mais également à établir le meilleur compromis possible entre ces deux éléments constitutifs. 1 / La force I/ Définition En tant que propriété humaine, la force est la faculté de vaincre une résistance extérieure ou de s y opposer grâce à la contraction musculaire L entraînement va s attacher à utiliser les différents régimes de contraction musculaire : ϖ Le régime isométrique, quand la contraction n engendre pas de déplacement des leviers osseux. ϖ Le régime concentrique, quand le muscle se raccourcit au cours de la contraction. ϖ Le régime excentrique, quand le muscle s allonge durant la contraction. ϖ Le régime pliométrique, combinatoire des deux régimes précédents et qui s exerce quand un étirement du muscle en régime excentrique est suivi d une contraction concentrique sans temps d arrêt intermédiaire.

7 II / Moyens de développement de la force maximale Trois méthodes principales améliorent efficacement la force maximale de contraction d un muscle ou d un groupe musculaire : ϖ La méthode des charges maximales. ϖ La méthode des charges non maximales répétées un nombre maximal de fois. ϖ La méthode des charges non maximales mobilisées à vitesse maximale. III / Moyens de développements direct de la puissance musculaire Si la stratégie générale de développement de la puissance consiste en un développement différencié de la force et de la vitesse maximale, il est également intéressant d agir directement dans la zone où la puissance musculaire exprimée atteint son plus haut niveau, alors que ni la force ni la vitesse ne sont sollicitées à leurs indices extrêmes. C est à cet objectif que s attachent prioritairement toutes les procédures que nous devons regrouper sous la dénomination commune d exercices de forcevitesse. Le schéma montre que cette puissance maximale peut s exprimer que pour des intensités de contraction allant de 30 à 50 % de la force maximale et correspondent à une vitesse de déplacement sensiblement du même ordre (30 à 50 % de la vitesse maximale)

8 2/ La vitesse Après la force, c est le second grand secteur de la qualité physique de la puissance qui va nous intéresser : la vitesse. I/ La vitesse maximale absolue La vitesse «humaine» c est la faculté d effectuer des actions motrices provoquant un déplacement du corps ou d une de ses parties avec la plus grande rapidité possible et pendant de courtes périodes de temps ne faisant pas intervenir les notions de fatigue. Ceci sans importantes résistances extérieures. L athlète n a à lutter que contre l effet de la pesanteur. II / Les paramètres constitutifs de la qualité de vitesse a) La vitesse de réaction Capacité à percevoir, analyser et traiter dans le temps le plus bref possible le signal déclenchant de l action. b) La vitesse d exécution d un mouvement isolé Liée aux éléments physiologiques, anatomiques et morphologiques qualité de l influx nerveux nature des fibres musculaires leviers osseux Liée aussi aux caractéristiques psychologiques : concentration vigilance motivation c) La fréquence gestuelle Capacité à reproduire un même cycle gestuel le plus grand nombre de fois possible au cours de l unité de temps. se retrouve dans les activités sportives de types cycliques (course, nage, cyclisme, aviron )