Fatigue Neuromusculaire

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1 Neuromusculaire Définition Physiologie Mise en évidence Les altérations de la fonction neuromusculaire sont associées au concept de fatigueneuromusculaire ou plus simplement de fatigue musculaire. Parmi les nombreuses définitions de la fatigue musculaire, il est souvent retenu : (i) une incapacité à maintenir un exercice à un niveau de puissance donné, ou (ii) une réduction de la force maximale que le muscle peut produire. La fatigue disparaît après un repos approprié ( dommages musculaires) Pourquoi optimiser la récupération? /Récupération Récupération = étape essentielle du processus d entraînement Niveau Temps 1

2 La réponse physiologique dépend de l intensité et de la durée de l exercice Les mécanismes limitant la performance sont différents entre les exercices courts et les exercices prolongés. après un 400 m bien différente de la fatigue après un marathon.. Terme générique (masquant une certaine ignorance) centrale/périphérique En plus d une fatigue périphérique occasionnée par les changements métaboliques au niveau musculaire, une fatigue centrale i.e. une réduction de la commande motrice efférente vers les muscles actifs en amont de la jonction neuromusculaire peut aussi participer au déclin de la performance musculaire au cours de l exercice prolongé. Mécanisme de protection Des changements physiologiques spécifiques se produisent au cours de l exercice prolongé : diminution de la concentration des acides animés branchés, augmentation des acides gras libres et du tryptophane libre au niveau sanguin et de la sérotonine au niveau cérébral. Ces changements sont suspectés d altérer la commande nerveuseallant du système nerveux central vers les muscles, et de diminuer la force de contraction musculaire. La fatigue lors d exercices courts et intenses est généralement associée à une accumulation de métabolites (H +, Pi), alors que la fatigue au cours d exercices prolongés est souvent liée à la déplétion en glycogène 2

3 Bases physiologiques de la fatigue Bases physiologiques de la récupération (1) Activation du cortex moteur (5) Couplage excitationcontraction (9) Irrigation sanguine (7) Milieu intracellulaire Déplétion/réplétion des stocks énergétiques (2) Commande nerveuse descendante (8) Interaction actine-myosine Accumulation/clairance de métabolites (3) Activation des unités motrices (4) Transmission du potentiel d action (6) Substrats et métabolites Micro-lésionsmusculaires / régénération musculaire Energie cellulaire : ATP : stock épuisé en 2s Stocks énergétiques Phosphocréatine Taux d épuisement en PCr dépend de l intensité de l exercice ATP ADP + Pi + H + + Énergie Resynthèse de l ATP : 3 filières La phosphocréatine(pcr) La glycolyse anaérobie La phosphorylation oxydative Déplétion de PCrdurant 30 s de flexions plantaires maximales Délai avant déplétion ~10s Disponibilité de l O2 sur les cinétiques de récupération de PCr(Gastrocmemius) 5 flexions sous-max Délai de Récupération complète ~5-6 (fonction du métabolisme oxydatif 3

4 Glycogène Taux d épuisement glycogène musculaire dépend intensité exercice Glycogène Glycogène musculaire course de 3h à 70% de VO 2 max à partir de 50mmol/kg, soit 1h30 d effort, la sensation de fatigue augmente Utilisation du glycogène musculaire en fonction l intensité de l exercice (%VO2max) Récupération : Phase rapide (qq heures), Phase lente (24h) Accumulation/clairance des métabolites Accumulation/clairance des métabolites ATP ADP + Pi + H + + Énergie Glycogène + 3 ADP + 3 Pi 3 ATP + Lactate+ H + Exercice court et intense : accumulation de métabolites Lactate intermédiaire métabolique et Lactatémie = bon témoin de capacité métabolique. Elimination lactate sanguin : de l ordre de la 1/2h à 1h plus rapide si récup active Récupération en sec du ph physiologique ph musculaire Baisse modérée grâce au pouvoir tampon de l organisme (ions bicarbonates HCO 3 ) Enzymes sensibles au ph Mouvement du Ca dans la fibre (actine /myosine) 4

5 Microlésions musculaires Désorganisation des sarcomères : exercice inhabituel ou contractions excentriques Microlésions musculaires associées à certains symptômes: inflammation Douleur (= courbatures; 4 à 7j) Chaleur Rougeur Gonflement (oedème; 7 à 10j) Force Douleur Réaction inflammatoire nécessaire pour régénération musculaire Temps (jours) 5 10 Temps (jours) 5 Mécanismes en jeu OUTILS DE MESURE MESURE DE LA FMV méthodes directes: FMV(force maximale volontaire) puissance mécanique, force tétanique, stimulation électrique à basse fréquence méthodes indirectes: secousse musculaire, temps de contraction, EMG FMV est mesurée lors d une contraction maximale volontaire (CMV) isométrique où le sujet doit générer la plus grande force possible (mobiliser un maximum de fibres) nécessite l utilisation d un capteur de force 5

6 On utilise la technique de la secousse surimposéepour déterminer l origine centrale ou périphérique de la fatigue. Origine périphérique Origine centrale (activation périphérique possible) MESURE DE LA PUISSANCE MECANIQUE MESURE DE LA PUISSANCE MECANIQUE il est préférable de mesurer la puissance mécanique lors d un exercice dynamique car la demande énergétique en ATP est plus important que lors d une contraction isométrique 1000 Puissance Cadence 130 mesures obtenues à partir d ergocycle spécifique, de capteurs de puissance en cyclisme d ergomètres isocinétiques type BIODEX ou CYBEX Puisance (W) cadence (rpm) Temps (s) 80 Ex : Test de Wingate sur cycloergomètre 6

7 Mesure de la puissance musculaire 9 tests simples préprogrammés (sauts) Variables affichées : force, vitesse, puissance, hauteur Mise en œuvre expérimentale Objectif : Répondre à une question scientifique en rapport avec neuromusculaire/fatigue Moyens: Mesure force et puissance (Myotest, cyclo ergomètre) Compétences : Mettre en place une expérimentation Rendre compte d une expérimentation 7

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