Mécanismes de développement de la force. VERGNE Morgan

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1 Mécanismes de développement de la force

2 Définition de la force Capacité d un muscle à fournir une contraction intense pour exercer une tension maximale. Force maximale : 100% de la force disponible, permet de faire une seule répétition (1RM).

3 Mécanismes de la force La force dépend de 3 catégories de mécanismes : Facteurs structuraux Structures du muscle avec des mécanismes structuraux. Facteurs nerveux Capacité de recrutement des fibres musculaires avec des mécanismes nerveux. Facteurs d étirements Structure élastique du muscle et le réflexe neuro musculaire avec les mécanismes liés à l étirement.

4 Facteurs structuraux Hypertrophie Sarcoplasmique Myofibrillaire Vasculaire Conjonctive Réponse des sarcomères à l entraînement Typologie des fibres

5 Rappel anatomique Muscle et fibre musculaire

6 Rappel anatomique Fibre musculaire et myofibrille

7 Hypertrophie sarcoplasmique Hypertrophie sarcoplasmique : augmentation du liquide intracellulaire (sarcoplasme) Effet : Augmentation des réserves de glycogène et d eau dans les cellules Entrainement en lactique (cf. réserve de glycogène) et en volume Intensité entre 65 et 75% Augmentation des réserves de 1g de glycogène à rétention de 3g d eau à augmentation du volume du liquide sarcoplasmique à augmentation du volume musculaire Permet de développer plus de force pendant plus de temps

8 Rappel anatomique Myofibrille et sarcomère

9 Hypertrophie myofibrillaire Hypertrophie myofibrillaire : augmentation du matériel contractile (myofibrilles) Effet : Augmentation de la synthèse des protéines contractiles (filaments d actines et de myosine) Augmentation de la synthèse des protéines contractiles à épaississement des fibres musculaires et du muscle Augmentation du diamètre de la section des myofibrilles par addition de filaments d actine et de myosine à la périphérie à épaississement des fibres musculaires et du muscle Augmentation du nombre du nombre de myofibrilles par fissuration longitudinale à épaississement des fibres musculaires et du muscle.

10 Hypertrophie myofibrillaire - Sarcomères et réponse à l entraînement Multiplication du nombre de sarcomères en série et en parallèle En parallèle à Fissuration de la myofibrille à Augmentation du nombre de myofibrille En série à Impact sur l amplitude à Augmentation du nombre de sarcomères en série au niveau de la myofibrille

11 Rappel anatomique Muscle et composante vasculaire

12 Hypertrophie vasculaire Hypertrophie vasculaire : Augmentation de l afflux sanguin (en nombre et en taille (vasodilation) des capillaires périphériques) Intensité entre 60 et 65% Effet : Augmentation du réseau capillaire artérioveineux au niveau de l endomysium Augmentation du réseau capillaire intramusculaire à Augmentation du volume musculaire lors de la congestion. Entraînement en série longue et de faible intensité Importante quelque soit l objectif!

13 Rappel anatomique composante conjonctive - Muscle et

14 Hypertrophie conjonctive Hypertrophie conjonctive : Développement du tissu conjonctif (enveloppes musculaires et tendons) Effets : Augmentation de la résistance tensorielle du tendon (Marini, 1984) Intervient dans tous les types d entraînement Adaptation de l interface muscletendon au niveau duquel s effectue le travail de force Collagène et les autres tissus non contractiles représentent 13% du volume musculaire Protection des articulations et des muscles.

15 Hyperplasie Poortmans et Boisseau Hyperplasie : Multiplication du nombre de fibres musculaires 2 types d hyperplasie Transversale Longitudinale Pas encore prouvée sur l homme car méthode de comptage invasive Suivre l évolution de l immunofluorescence comme nouvelle méthode de comptage

16 Typologie des fibres Il existe 2 types de fibres répertoriées dans le muscle : les fibres lentes ou de type I Les fibres rapides ou de type II Détermination du type de fibres grâce à la myosine, plus précisément à partir des chaînes de myosine lourde (MHC : Myosin Heavy Chain) Les fibres de type II comprennent : Des fibres II a qui sont mixtes à métabolisme anaérobie et aérobie Des fibres IIb ou IIx qui sont rapides par excellence car à métabolisme anaérobie uniquement Les trois types de fibres sont donc : I, IIa, IIx ou Ilb (ancienne terminologie) Ancienne appellation (rouge / blanche) liée a technique de coloration de l ATPase

17 Typologie des fibres

18 Typologie des fibres Fibres I Utilisation du métabolisme oxydatif Fibres II Fibres IIa Fibres activées par motoneurones modérés, vitesse de conduction lente Utilisation du métabolisme oxydatif et glycolytique Résistance à la fatigue plus faible que type I Seuil d activation bas donc souvent mobilisées pour contractions de faible niveau Force de contraction + élevée que type I Fibres IIb ou IIx Utilisation du métabolisme glycolytique Très résistantes à la fatigue permet donc des exercices prolongés Résistance à la fatigue très faible Force de contraction très élevée

19 Typologie des fibres et fatigabilité

20 Typologie des fibres et adaptations à l entraînement Typologie des fibres peut changer. Différents facteur déterminent les transformations.

21 Typologie des fibres Ordre de la transformation

22 Facteurs nerveux Recrutement Synchronisation intramusculaire Coordination intermusculaire

23 Recrutement des fibres Loi de Henneman Les fibres lentes (fibres de type 1) sont recrutées avant les fibres rapides (fibres de type 2) quelque soit le type de mouvement Une charge légère entraîne un recrutement des fibres lentes (1) Une charge moyenne entraîne le recrutement des fibres lentes et de 2 a Une charge lourde entraîne le recrutement des fibres intermédiaires et rapides (2a et 2b ou x)

24 Recrutement spatial Situation de départ: le débutant ne recrute que peu de fibres (points noirs) Au bout de quelques semaines, le nombre d'unités motrices recrutées augmente, sans hypertrophie. Dans la suite de l'entraînement c'est surtout l'hypertrophie qui est la cause principale du gain de force

25 Recrutement temporel On peut augmenter la force en élevant la fréquence des impulsions envoyées aux unités motrices. L entraînement en force permet aux athlètes d augmenter la fréquence des impulsions afin de s approcher du plateau de force maximale

26 Synchronisation des unités motrices Coordination intramusculaire Pour utiliser son muscle efficacement il faut le faire fonctionner en synchronisant les fibres. Les unités motrices "déchargent" ensemble ainsi les impulsions nerveuses parviennent en même temps dans la fibre musculaire.

27 Circuit de Renshaw Permet désynchronisation des unités motrices lors d'une contraction But : éviter une suractivité musculaire par une stimulation excessive des motoneurones Inhibition circuit de Renshaw à augmentation de la force par synchronisation d un maximum d'unités motrices lors d'une contraction Les cellules de Renshaw sont aussi en relation, par l'intermédiaire d' interneurones inhibiteurs, avec d'autres motoneurones innervant les muscles antagonistes, qu'ils stimulent donc indirectement L'entraînement devra donc là encore chercher à inhiber cet inhibiteur pour un relâchement maximal de l'antagoniste

28 Optimisation de la synchronisation intramusculaire

29 Coordination intermusculaire Coordination intermusculaire : Collaboration entre les muscles participant à un même mouvement Améliore : Maitrise du geste spécifique Économie de mouvement Schéma moteur, activation coordonnée des muscles Facteur de performance important

30 Facteurs d étirements Elasticité Réflexe

31 Facteurs d étirements Un muscle étiré produit une force supérieure, les explications sont aujourd'hui de 2 sortes : l'intervention du réflexe myotatique On considère que l augmentation de l efficacité musculaire due à un étirement préalable est la conséquence de 2 phénomènes : le rôle joué par l'élasticité du système tendon-muscle Reflexe myotatique Organe tendineux de Golgi Facteurs limitants: Type et forme des articulations Capacité d extension des muscles, ligaments, Fuseaux neuromusculaires Elasticité musculaire CEP CES

32 Reflexe myotatique Contraction réflexe d'un muscle déclenchée par son propre étirement Le régime pliométrique est particulièrement adapté pour conditionner le réflexe myotatique Le réflexe myotatique n est efficace que s il s ajoute à la contraction volontaire

33 Organe tendineux de Golgi Renseigne le corps sur l état d étirement du muscle. Rôle de disjoncteur Protection du muscle par contraction

34 Modèles de Hill à 3 composantes CES: Composante élastique en série(tendons, titine, élastine ) CEP : Composante élastique en parallèle (Enveloppe musculaire: Endomisium, epymisium) CC : Composante contractile (actine, myosine)

35 Modèle de Hill développé

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