Etirements musculaires: Principes physiologiques et biomécaniques Effets sur la performance sportive

Transcription

1 Etirements musculaires: Principes physiologiques et biomécaniques Effets sur la performance sportive Giuseppe Rabita Laboratoire de Biomécanique et Physiologie

2 PLAN 1 Bases anatomique, physiologique et biomécanique Définitions Structures et mécanismes contribuant aux propriétés passives du muscle 2 Types d'étirements 3 Etirements et performances sportives Etirements pré-exercice et performance Etirements : pratique régulière et performance

3 Définitions La force totale produite par le muscle squelettique résulte r de la sommation des forces passives et actives. En passif La force passive augmente de manière exponentielle à partir d'une longueur proche de L 0 En actif 1 Bases anatomique, physiologique et biomécanique La force active (interactions protéines contractiles actine-myosine myosine) ) est maximale à une longueur proche de la longueur de repos du muscle. Elle décrod croît t au fur et à mesure que le muscle est allongé ou raccourci (relation force-longueur parabolique).

4 Définitions 1 Bases anatomique, physiologique et biomécanique Longueur initiale (L i ) : longueur à partir de laquelle l'étirement passif offre une résistancer Longueur de repos (L 0 ): longueur du muscle passif soumis à aucune force externe Longueur maximale (L max ): longueur du muscle pour laquelle la résistance r passive est maximale paramètre utilisé pour définir d la souplesse (flexibility) Chez l'homme,, L max correspond à l'amplitude articulaire passive maximale, lorsque celle-ci n'est pas restreinte par une limitation osseuse Extensibilité passive : longueur sur laquelle le muscle peut-être étiré en offrant une résistance r passive (L( max - L i ).

5 Définitions 1 Bases anatomique, physiologique et biomécanique RP max Extensibilité L i L 0 L max

6 1 Bases anatomique, physiologique et biomécanique Définitions Raideur passive : Rapport entre la variation de force (résistance) passive (ΔF,, en N) et la variation de longueur (ΔL,(, en m) NB : Inverse = Compliance : ΔL/ΔF,, en m/n Chez l'homme,, la raideur angulaire passive est mesurée e par le rapport entre le couple passif (ΔC,(, en Nm) et la variation d'angle articulaire (Δθ( Δθ, en rad)

7 Définitions 1 Bases anatomique, physiologique et biomécanique RP max Extensibilité Raideur passive L i L 0 L max

8 1 Bases anatomique, physiologique et biomécanique Définitions Raideur passive : Rapport entre la variation de force (résistance) passive (ΔF,, en N) et la variation de longueur (ΔL,(, en m) NB : Inverse = Compliance : ΔL/ΔF,, en m/n Chez l'homme,, la raideur angulaire passive est mesurée e par le rapport entre le couple passif (ΔC,(, en Nm) et la variation d'angle articulaire (Δθ( Δθ, en rad) Relaxation viscoelastique : %age de de la résistance r passive durant la phase statique (ou de maintien) de l'étirement. mesurée e immédiatement à la fin de la phase dynamique

9 Définitions 1 Bases anatomique, physiologique et biomécanique Δ couple résistant Diminution du pic de résistance A Δ couple résistant 0-10 Δ Angle B Δ Angle 0-10 Temps

10 1 Bases anatomique, physiologique et biomécanique Structures et mécanismes contribuant aux propriétés passives du muscle L'unité musculo-tendineuse est l'unité fonctionnelle responsable des mouvements volontaires Shorten 1987 En passif,, la relation force-longueur de l'unité musculo-tendineuse est principalement caractéris risée e par le muscle : les caractéristiques ristiques d'extensibilité comparées à celles du muscle. du tendon sont minimales de par sa position "en série", s la raideur du tendon est davantage impliquée e dans le mouvement lorsque le muscle est activé

11 1 Bases anatomique, physiologique et biomécanique Structures et mécanismes contribuant aux propriétés passives du muscle 1 - Tension de repos filamentaire En passif,, une certaine proportion de liens entre les molécules d'actine et de myosine persistent même à l'état de repos explique une partie de la résistance r musculaire passive interviennent davantage au début d de l'étirement dépendent des contractions antérieures et de la position du muscle préalablement à l'étirement

12 1 Bases anatomique, physiologique et biomécanique Structures et mécanismes contribuant aux propriétés passives du muscle 2 Eléments du cytosquelette Les filaments non-contractiles du sarcomère re : principaux responsable de la résistance r passive protéine titine Structure : composée e de 2 parties : 1 partie extensible, une partie plus rigide Fonction : ramener le sarcomère re dans sa position de référence r rence après s un étirement Implication : très s impliquée e dans la résistance r passive, spécialement lors des étirements de grande amplitude

13 1 Bases anatomique, physiologique et biomécanique Structures et mécanismes contribuant aux propriétés passives du muscle 2 Eléments du cytosquelette Les filaments non-contractiles du sarcomère re : principaux responsable de la résistance r passive protéine desmine fonction : interconnecter les stries Z entre elles (NB elles forment la sous-unit unité la plus importante des stries Z) Implication : si la desmine est également étirée e lors de l'allongement des sarcomères, res, son architecture est transversale : son implication dans la résistance passive est supposée e moindre que celle de la titine

14 1 Bases anatomique, physiologique et biomécanique Structures et mécanismes contribuant aux propriétés passives du muscle 3 Tissu conjonctif Endomysium : Entoure la fibre musculaire et s'attache au sarcolemme Connecté au perimysium Perimysium : Entoure les faisceaux de fibres musculaires Connecté à l'epimysium Epimysium : Entoure le muscle

15 1 Bases anatomique, physiologique et biomécanique Structures et mécanismes contribuant aux propriétés passives du muscle 3 Tissu conjonctif Endomysium : Entoure la fibre musculaire et s'attache au sarcolemme Perimysium : Connecté au perimysium Entoure les faisceaux de fibres musculaires Epimysium : Connecté à l'epimysium Entoure le muscle Les 3 composants (principalement composés s de fibre de collagène) participent à la résistance r passive (RP) C'est le perimysium contribue majoritairement à la RP extracellulaire La réorganisation puis l'étirement des fibres de collagène impliqués s dans l'aspect curvilinéaire de l' RP

16 2 Types d'étirements 3 types d'étirements Etirements statiques passifs : mise en tension d'un groupe musculaire à partir d'une posture donnée e avec ou sans l'aide d'une tierce personne Etirements statiques actifs (PNF: Proprioceptive neuromuscular facilitation) mise en tension d'un groupe musculaire ou précédée (agonistes; contraction relâchement - étirement) associée (contraction des antagonistes) à une contraction musculaire Etirements dynamiques : étirement du groupe musculaire est réalisr alisé à la fin d'un mouvement rapide

17 Introduction Relation entre étirements et performance présent sentée e sur la base unique d'articles scientifiques parus dans des revues internationales indexi ndexéeses 1 voire 2 expertises De par la nature même de la méthodologie m scientifique (standardisation des tests, reproductibilité,, validité é ) ) il est quasiment impossible d'établir une relation directe E P relation indirecte étirements tests reflétant performance Pour revue voir Shrier (2004)

18 Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur le couple maximal isométrique le couple maximal isocinétique la hauteur maximale de sauts Aucune étude ne suggère que les étirements sont bénéfiques b pour ces aspects de la performance 1 étude présente des conclusions équivoques 20 études montrent qu'une séance s d'étirements avant l'exercice diminue la performance

19 Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur de couple maximal isométrique

20 Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur de couple maximal isométrique Fowles et al.. (JAP 2000) Etirement passif des fléchisseurs plantaires (13 étirements de 135s pdt 33mn) Régulière de l'angle maximal de dorsiflexion (de 31 à 37 )

21 Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur de couple maximal isométrique Fowles et al.. (JAP 2000) Comparé au pré test : le CMV diminue de 28% immédiatement après à 9% après s 1 heure Jusqu'à 15 min: : La chute de force est due à la détérioration d de l'activation (facteurs nerveux) (feedback OTG, mécanorec.iii, noci IV) aux éléments contractiles (facteurs musculaires) Après s 15 min: : La chute de force est due à aux éléments contractiles (facteurs musculaires)

22 Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur de couple maximal isocinétique

23 Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur de couple maximal isocinétique Nelson et al.. (2001) Etirements Etirements quadriceps pendant 15 mn non assisté assisté debout assisté allongé Maintien : Repos : 30s 20s Couple max isocinétique Extension du genou (Cybex NORM) Rad/s Deg/s 1, , , , ,71 270

24 Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur de couple maximal isocinétique

25 Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur de couple maximal isocinétique Nelson et al.. (2001) Résultats Le Couple maximal post étirements Rad/s Deg/s 1,05 60 (7.2%) 1,57 90 (4.5%) 2, , , Conclusion L'effet négatif des étirements sur le couple max isocinétique semble limité aux mouvements accomplis à des vitesses relativement faibles Aux vitesses faibles : couple max est produit lorsque le muscle est davantage étiré spécificit cificité à la vitesse reliée à la spécificit cificité à l'angle articulaire

26 Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur la hauteur de saut

27 Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur la hauteur de saut Les résultats r sont homogènes : quel que soit le type d'étirements (passifs ou actifs, statiques ou dynamiques) quel que soit le type de sauts (avec ou sans contre-mouvement mouvement) quel que soit le type d'articulation étirée e (hanche, genou ou cheville) Les étirements pré-exercice détériorent la performance en sauts

28 Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur la hauteur de saut Les phénom nomènesnes physiologiques et/ou biomécaniques sous-jacents sont toutefois à définir : de la raideur active peu probable pas de lien entre raideur passive et tendon (kubo et al. 2001) (tendon très impliqué dans raideur active) De plus Raideur active et souplesse : paramètres indépendants l'un de l'autre (Hunter et Spriggs, 2000)

29 Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur la hauteur de saut de l'activité musculaire peu probable (Cornwell et al., 2002)

30 Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur la performance en course à pied Sur les 5 études, 1 analyse l'économie de course (EC=CE/V; ml/kg/m) 4 analysent la vitesse de course (Vmax( Vmax; ; en m/s) Economie de course EC après s une phase d'étirement (( de l'amplitude articulaire) Résultats à confirmer. Vitesse de course Pour 2 études : résultats équivoques (De Vries 1968; Pyke 1963) peu de sujets ou résultats r non significatifs Pour 2 études : résultats contradictoires effets ++ pour étirements de 30s répétés r s 1 fois (Little et al ) effets - - pour étirements de 30s répétés r s 2 fois (Nelson et al )

31 Etirements pré-exercice et performance En résumr sumé Les étirements pré-exercices détériorent la performance en force et en sauts Causes probables - dommages causés s lors de l'étirement au niveau des sarcomères res - EMG diminuée e (afférences inhibitrices) Les étirements pré-exercices et performance lors de la course Résultats à confirmer

32 Etirements : pratique régulière et performance Effets d'une pratique régulière le couple maximal isométrique le couple maximal isocinétique la hauteur maximale de sauts 7 études suggèrent que la pratique régulir gulière d'étirements est bénéfique b pour ces aspects de la performance Aucune étude ne montre qu'elle détériore d la performance 3 études conduisent à des résultats r inchangés

33 Etirements : pratique régulière et performance Couple maximal isométrique ou 1RM

34 Etirements : pratique régulière et performance Couple maximal isocinétique

35 Etirements : pratique régulière et performance L'augmentation de l'amplitude articulaire observée e immédiatement après les étirements est également présente à plus long terme Ex : Handel et al., 1997 Augmentation de la souplesse : Entraînement nement de 8 semaines 10mn de contraction (10s)- relâchement (1-2 2 s) Étirement (10-15s) 15s) 3 fois par semaines Fléchisseurs et extenseurs du genou Evaluation pré-entra entraînement,, 4 sem,, 8sem (post( post)

36 Etirements : pratique régulière et performance L'augmentation de la force maximale (à( la différence des effets immédiats) est présente à moyen terme contribution de la composante active des étirements PNF contribution de l'hypertrophie due à l'étirement??? Handel,, 1997 Changements de couple

37 Etirements : pratique régulière et performance Conclusion Les étirements détériorent d généralement g la performance lorsqu'ils sont appliqués s avant la séances Les étirements réguliers r sont bénéfiques b pour la performance